JP2017013488A - Cutter wheel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脆性材料基板にスクライブライン(切り溝)を加工したり、分断したりする際に使用されるカッターホイール(スクライビングホイールともいう)並びにその製造方法に関する。特に本発明は、アルミナ、HTCC、LTCC等のセラミック基板やサファイア基板、シリコン基板等、非晶質のガラス基板よりも硬い脆性材料基板にスクライブラインを加工したり、分断したりするのに適した単結晶ダイヤモンドからなるカッターホイール並びにその製造方法に関する。 The present invention relates to a cutter wheel (also referred to as a scribing wheel) used for processing or dividing a scribe line (cut groove) in a brittle material substrate and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention is suitable for processing or dividing a scribe line on a brittle material substrate that is harder than an amorphous glass substrate, such as a ceramic substrate such as alumina, HTCC, or LTCC, a sapphire substrate, or a silicon substrate. The present invention relates to a cutter wheel made of single crystal diamond and a method for manufacturing the same.
脆性材料基板を分断する加工では、カッターホイールを用いて基板表面にスクライブラインを形成し、その後、スクライブラインに沿って裏面側から外力を印加して基板を撓ませることにより、単位基板ごとに分断する方法が一般的に知られており、例えば、特許文献1に開示されている。
In processing to cut a brittle material substrate, a scribe line is formed on the substrate surface using a cutter wheel, and then the substrate is bent by applying an external force from the back side along the scribe line. The method to do is generally known, for example, disclosed in
脆性材料基板にスクライブラインを加工するカッターホイールは、円周面にV字形の刃先を有するカッターホイールが用いられる。カッターホイールは一般的に超硬合金や多結晶ダイヤモンド焼結体から作られているが、最近ではガラス基板よりも硬度の高いセラミック基板やサファイア基板、シリコン基板等のスクライブ用として単結晶ダイヤモンドからなるカッターホイールが注目されている。 As a cutter wheel for processing a scribe line on a brittle material substrate, a cutter wheel having a V-shaped cutting edge on a circumferential surface is used. The cutter wheel is generally made of cemented carbide or polycrystalline diamond sintered body, but recently it is made of single crystal diamond for scribing ceramic substrates, sapphire substrates, silicon substrates, etc., which are harder than glass substrates. Cutter wheels are attracting attention.
カッターホイールの円周面にV字形の刃先を形成するためには、図3に示すように素材となる円板状ボディ101の軸受孔3に研磨装置のシャフト4を挿入して円板状ボディを回転させ、円周面の両側縁を研磨砥石5により斜めに研磨して左右の斜面と稜線とからなるV字形の刃先を形成している。
In order to form a V-shaped cutting edge on the circumferential surface of the cutter wheel, as shown in FIG. 3, the shaft 4 of the polishing apparatus is inserted into the
ガラス基板等の脆性材料基板を分断する工程では、カッターホイールでスクライブラインを加工した後、基板に外力を加えてスクライブラインに沿って分断しているが、カッターホイールの刃先斜面が十分研磨されずに凹凸が残っていると、分断したときに基板の分断端面にキズが残って基板の端面強度が低下する。また、カッターホイールの刃先斜面に凹凸があると、スクライブ時の抵抗が増加して刃先が欠けたり、摩耗が進んだりして使用寿命の低下につながる。そのため、刃先斜面は凹凸のない滑らかな面に形成することが要求される。この刃先斜面の表面粗さは、算術平均粗さ(Ra)で0.03μm以下となるようにするのが好ましい。 In the process of cutting a brittle material substrate such as a glass substrate, after processing the scribe line with a cutter wheel, the substrate is split along the scribe line by applying external force to the substrate, but the cutting edge slope of the cutter wheel is not sufficiently polished. If unevenness remains on the substrate, scratches remain on the divided end surface of the substrate when the substrate is divided, and the strength of the end surface of the substrate decreases. Also, if the cutter wheel has irregularities on the blade tip slope, the resistance during scribing increases, the blade tip is chipped, or wear progresses, leading to a reduction in the service life. Therefore, it is required to form the blade edge slope on a smooth surface without irregularities. It is preferable that the surface roughness of the cutting edge slope is 0.03 μm or less in terms of arithmetic average roughness (Ra).
しかし、円板の円周面の両側縁を削り取ってV字形の刃先の形態に加工するためには、削り取られる研磨領域が多いため、粒度の粗い粗研磨用の研磨砥石を使用しなければならない。したがって、V字形に加工した後、刃先斜面を粒度の細かい研磨砥石で仕上げ研磨する必要があるが、粗研磨砥石による加工後の刃先斜面には大きな凹凸が残っているので、細かい粒度の研磨砥石を用いて好ましいとされる表面粗さまで研磨するのに時間がかかるとともに、研磨砥石の交換頻度も増えてコストが高くなる。また、カッターホイールの刃先は、脆性材料基板に食い込む先端稜線部分が実質的な刃先となるので、この仕事を行う刃先の先端部分だけを希望する表面粗さで仕上げればよいのであるが、上記方法では刃先斜面の全領域が仕上げ研磨されるため無駄な部分が生じることになる。特に、硬度が高く、表面に現れる複数の結晶方位の影響を受けやすい単結晶ダイヤモンドのみからなるカッターホイールの加工では、凹凸の残った刃先斜面を希望する表面粗さまで全周で均一に仕上げ研磨することは非常に難しい作業となる。 However, in order to cut both side edges of the circumferential surface of the disk into a V-shaped cutting edge, there are many polishing areas to be scraped off, and therefore, a coarse grinding wheel for coarse polishing must be used. . Therefore, after machining into a V shape, it is necessary to finish and polish the cutting edge slope with a fine grinding grindstone, but since there are large irregularities on the cutting edge slope after processing with a coarse grinding stone, a fine grinding sandstone It takes time to polish the surface to a preferable surface roughness with the use of, and the replacement frequency of the polishing grindstone is increased and the cost is increased. In addition, since the tip of the cutter wheel has a substantial edge at the tip ridge line that bites into the brittle material substrate, it is only necessary to finish only the tip of the tip that performs this work with the desired surface roughness. In the method, since the entire region of the cutting edge slope is finished and polished, a wasteful portion is generated. In particular, when processing a cutter wheel consisting of only single-crystal diamond that has high hardness and is susceptible to the effects of multiple crystal orientations appearing on the surface, the uneven edge of the blade edge is uniformly finished and polished to the desired surface roughness on the entire circumference. That is a very difficult task.
そこで本発明は、上記課題に鑑み、凹凸のない滑らかな刃先斜面を有し、長期にわたって安定して使用することができる単結晶ダイヤモンド製のカッターホイール並びにその製造方法を提供することを目的とする。 Then, in view of the said subject, this invention has a smooth cutting edge slope without an unevenness | corrugation, and it aims at providing the cutter wheel made from a single crystal diamond which can be used stably over a long term, and its manufacturing method. .
上記課題を解決するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明のカッターホイールは、外周面に刃先部を備えた単結晶ダイヤモンドからなるカッターホイールであって、前記刃先部が、左右対称的な三段の斜面と、最上段の左右の斜面の交点に形成された稜線とからなり、前記三段の各斜面の傾斜角は、上段の斜面が下段の斜面より緩やかになるように形成され、前記最上段の斜面と前記稜線とがスクライブ対象となる脆性材料基板に食い込む実質的な刃先を形成するように構成され、前記最上段の斜面部の厚さ方向の幅が円板状ボディの厚みの半分以下であり、前記最上段の斜面の表面粗さが、算術平均粗さで0.03μm以下となるように形成されている構成とした。
ここで、前記最上段の左右の斜面が交わる角度が100〜150°となるように形成するのがよい。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means. That is, the cutter wheel of the present invention is a cutter wheel made of single-crystal diamond having a cutting edge portion on the outer peripheral surface, and the cutting edge portion is an intersection of a three-stage slope that is symmetric with the left and right slopes of the uppermost stage. The slopes of the three slopes are formed such that the upper slope is gentler than the lower slope, and the uppermost slope and the ridge line are subject to scribing. It is configured to form a substantial cutting edge that bites into the brittle material substrate, the width in the thickness direction of the uppermost slope portion is less than half of the thickness of the disk-shaped body, and the surface roughness of the uppermost slope surface However, it was set as the structure currently formed so that it may become 0.03 micrometer or less by arithmetic mean roughness.
Here, it is preferable that the angle at which the left and right slopes of the uppermost stage intersect is 100 to 150 °.
また本発明は、以下のカッターホイールの製造方法も特徴とする。すなわち、本発明のカッターホイールの製造方法は、左右対称的な三段の斜面と、最上段の斜面の交点に形成された稜線とからなる刃先を外周面に備え、前記三段の各斜面は、上段の斜面が下段の斜面より緩やかな傾斜角となるように形成された単結晶ダイヤモンド製のカッターホイールの製造方法であって、円形状ボディの円周面の両側縁を除去して最下段の斜面を形成する一次加工工程と、前記一次加工工程によって形成された最下段の斜面の一部を加工して二段目の斜面を形成する二次加工工程と、前記二次加工工程によって形成された二段目の斜面の一部を加工して最上段の斜面を形成する三次加工工程とからなり、前記三次加工工程では前記最上段の斜面の表面粗さが算術平均粗さで0.03μm以下となるように加工し、前記三次加工工程で加工される最上段の斜面部分が円板状ボディの厚みに対して占める割合が円板状ボディの厚みの半分以下となるように加工するようにした。 The present invention also features the following cutter wheel manufacturing method. That is, the manufacturing method of the cutter wheel of the present invention comprises a cutting edge consisting of a symmetric three-stage slope and a ridge formed at the intersection of the uppermost slope on the outer peripheral surface, and each of the three-stage slopes is A method of manufacturing a cutter wheel made of single crystal diamond formed so that the upper slope has a gentler inclination angle than the lower slope, by removing both side edges of the circumferential surface of the circular body. Formed by the secondary processing step, the secondary processing step of processing a part of the lowermost slope formed by the primary processing step to form the second slope, and the secondary processing step And a tertiary processing step of forming a top slope by processing a part of the slope of the second stage, and in the tertiary processing step, the surface roughness of the top slope is 0. Processed to be 03 μm or less, Percentage uppermost slant portion to be processed in the processing step occupies the thickness of the disc-shaped body was set to be processed to be equal to or less than half of the thickness of the disc-shaped body.
本発明のカッターホイールによれば、刃先部の斜面が三段の斜面で形成されているので、斜面を加工する際に下段の斜面から上段にかけて順次3回に分けて加工することができる。したがって、加工工程順に粒度の細かい研磨砥石に変えていくことにより、一段目の斜面から二段目、三段目の斜面にかけて表面の凹凸を順次小さくすることができ、最終的には、実質的な刃先斜面となる最上段の斜面を、粒度の細かい仕上げ用の研磨砥石を用いて希望する表面粗さまで容易に加工することができる。また、最上段の斜面の幅が円板状ボディの厚みの半分以下となるようにしてあるので、最上段の斜面を仕上げ研磨砥石で研磨するときに、従来のような刃先斜面の全幅を研磨するのに比べて、研磨領域が大幅に少なくなって無駄なく迅速に仕上げ研磨することができる。これにより、凹凸のない滑らかな刃先斜面を有し、刃こぼれが少なく使用寿命の長い単結晶ダイヤモンド製のカッターホイールを容易に得ることができる。 According to the cutter wheel of the present invention, since the slope of the blade edge portion is formed by a three-step slope, when the slope is processed, it can be processed in three steps sequentially from the lower slope to the upper stage. Therefore, by changing to a grinding wheel with finer grain size in the order of the processing steps, the surface irregularities can be reduced sequentially from the first step slope to the second step and third step slopes. It is possible to easily process the uppermost slope, which is a sharp cutting edge slope, to a desired surface roughness using a fine grinding grindstone for finishing. In addition, since the width of the uppermost slope is less than half of the thickness of the disc-shaped body, when the uppermost slope is polished with a finishing grinding wheel, the entire width of the conventional blade edge slope is polished. Compared to this, the polishing area is greatly reduced, and finish polishing can be performed quickly and without waste. Thereby, it is possible to easily obtain a cutter wheel made of a single crystal diamond having a smooth cutting edge slope without unevenness and having a long service life with little blade spillage.
また、本発明のカッターホイールの製造方法によれば、一次、二次、三次の三段階の加工工程を経て三段の斜面を持つ刃先部が加工されるが、このとき、一段目の斜面から二段目、三段目の斜面にかけて表面の凹凸が小さくなるように順次加工される。このため、最終的には、実質的な刃先斜面となる最上段の三段目の斜面を、粒度の細かい仕上げ用の研磨砥石を用いて希望する表面粗さまで容易に加工することができる。
また、三次加工工程では、円板状ボディの厚みの半分以下となった三段目の斜面のみを希望する表面粗さに仕上げ加工するものであるから、従来のような刃先斜面の全幅を加工するのに比べて、加工領域が大幅に少なくなって無駄なく迅速に仕上げ加工することができる。この利点は、硬く、異なる結晶方位の影響を受けやすい単結晶ダイヤモンドのみからなるカッターホイールの加工において特に顕著に現れる。これにより、全周において凹凸のない滑らかな刃先斜面を備え、刃こぼれが少なく使用寿命の長い単結晶ダイヤモンド製のカッターホイールを効率的に製造することができる。
In addition, according to the method for manufacturing a cutter wheel of the present invention, a blade edge portion having a three-step slope is processed through three steps of primary, secondary, and tertiary, but at this time, from the first-step slope, The second and third slopes are sequentially processed so that the surface irregularities become smaller. Therefore, in the end, the uppermost third slope, which is a substantial cutting edge slope, can be easily processed to a desired surface roughness using a fine grinding grindstone for finishing.
Also, in the tertiary processing process, only the third step slope, which is less than half the thickness of the disk-shaped body, is finished to the desired surface roughness, so the entire width of the tip slope is processed as before. Compared to this, the processing area is greatly reduced, and finishing can be performed quickly without waste. This advantage is particularly noticeable in the processing of a cutter wheel made of only single crystal diamond that is hard and susceptible to different crystal orientations. Thereby, it is possible to efficiently produce a cutter wheel made of a single crystal diamond that has a smooth cutting edge slope with no irregularities on the entire circumference, has little blade spillage, and has a long service life.
上記発明において、稜線の最大高さ粗さを0.3μm以下とするのが好ましい。また、より好ましくは、稜線の最大高さ粗さを0.1μm以下、さらには0.05μm以下とするのがよい。
カッターホイールの素材が多結晶ダイヤモンド焼結体である場合にはあまり問題にならなかったが、近年、単結晶ダイヤモンドからなるカッターホイールでは、表面の微細なキズ(亀裂)が起点となって割れが進行しやすい性質を有していることがわかってきた。特に、単結晶ダイヤモンドを円板状に加工し、さらにその外周に刃先を形成する場合、円周上では周期的に異なる結晶方位の影響を受けるため、特定の箇所で微細なキズ(亀裂)が現れやすい。そのため、算術平均粗さ(Ra)だけでなく、稜線の最大高さ粗さ(Rz)の値についても、異なる結晶方位の影響を受ける複数の箇所で同程度に小さくなるようにされていることが割れの防止に有効であることが判明した。すなわち、稜線の山高さの最大値と谷深さの最大値との和である稜線の最大高さ粗さ(Rz)が、外周上で上述の値より大きくなる箇所がないように加工して、カッターホイール表面の算術平均粗さ(Ra)の値に現れにくい局所的な凹凸をも減らすことによって、スクライブ時にカッターホイールが局所的かつ集中的な荷重を受けて割れが生じるというトラブルを低減することができるようになる。
In the said invention, it is preferable that the maximum height roughness of a ridgeline shall be 0.3 micrometer or less. More preferably, the maximum height roughness of the ridgeline is 0.1 μm or less, and further 0.05 μm or less.
This was not a problem when the material of the cutter wheel was a polycrystalline diamond sintered body. However, in recent years, a cutter wheel made of single crystal diamond has cracks due to fine scratches (cracks) on the surface. It has been found that it has a tendency to proceed. In particular, when single crystal diamond is processed into a disk shape and a cutting edge is formed on the outer periphery thereof, since it is affected by different crystal orientations periodically on the circumference, fine flaws (cracks) are generated at specific locations. Easy to appear. Therefore, not only the arithmetic average roughness (Ra) but also the value of the maximum height roughness (Rz) of the ridge line should be reduced to the same extent at a plurality of locations affected by different crystal orientations. Was found to be effective in preventing cracking. That is, the maximum height roughness (Rz) of the ridge line, which is the sum of the maximum value of the peak height of the ridge line and the maximum value of the valley depth, is processed so that there is no portion on the outer periphery that is larger than the above value. By reducing local unevenness that is difficult to appear in the arithmetic average roughness (Ra) value of the cutter wheel surface, the trouble that the cutter wheel receives local and concentrated load at the time of scribing is reduced. Will be able to.
以下において、本発明のカッターホイール並びにその製造方法について、図1〜図3に基づいて詳細に説明する。
図1(a)は本発明に係るカッターホイールAを示す正面図であり、図1(b)は側面図であり、図1(c)は刃先部分の拡大図である。このカッターホイールAは、単結晶ダイヤモンドのみで作製され、中心に軸受孔3を備えた円板状ボディ1の外周面に刃先部2が設けられている。本実施例ではカッターホイールAの直径Dが2mm、厚みtが650μm、三段目(最上段)の斜面の交わる角度が120°となるように形成した。
Below, the cutter wheel of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail based on FIGS. 1-3.
Fig.1 (a) is a front view which shows the cutter wheel A which concerns on this invention, FIG.1 (b) is a side view, FIG.1 (c) is an enlarged view of a blade edge | tip part. The cutter wheel A is made of only single crystal diamond, and a
カッターホイールAの刃先部2は、左右対称に形成された三段の斜面2a、2b、2cと、最上段の斜面2c、2cの交点に形成された稜線2dとからなる。これら斜面2a、2b、2cの傾斜角度は、上段の斜面が下段の斜面より緩やかになるように形成されている。本実施例では、一段目(最下段)の左右の斜面2a、2aの交わる角度α1が90〜140°、好ましくは100〜140°で形成され、二段目の左右の斜面2b、2bの交わる角度α2が95〜145°、好ましくは105〜145°で形成され、三段目(最上段)の左右の斜面2c、2cの交わる角度α3が100〜150°、好ましくは110〜150°で形成されている。この三段目の斜面2c、2cとこれらの斜面が交わる稜線2dが、スクライブ時に脆性材料基板に食い込む実質的な刃先となる。したがって、斜面2c、2cが交わる角度α3が刃先角度となる。ここで、三段目(最上段)の斜面2c、2cの交わる角度α3と二段目の斜面2b、2bの交わる角度α2との角度差は5〜10°、二段目の斜面2b、2bの交わる角度α2と一段目(最下段)の斜面2a、2aの交わる角度α1との角度差は5〜10°となるように形成することが好ましい。このような角度差とすることで、加工により除去される量を最小限としながら、傾斜面と稜線を精度よく確実に形成することができる。
この実質的な刃先となる三段目の斜面2c、2cの稜線からの斜面に沿った幅L1は、直径2mmで厚み650μmのカッターホイールAでは片側10〜50μmとなるように形成するのが好ましい。三段目(最上段)の斜面の交わる角度が120°で、斜面に沿った幅L1が片側50μmのとき、三段目の左右の斜面部を合わせた厚さ方向の幅は約80μmとなる。
The
The width L1 along the slope from the ridge line of the third stage slopes 2c and 2c, which is the substantial cutting edge, is preferably formed to be 10 to 50 μm on one side in the cutter wheel A having a diameter of 2 mm and a thickness of 650 μm. . When the angle at which the third-stage (topmost) slope intersects is 120 ° and the width L1 along the slope is 50 μm on one side, the width in the thickness direction including the right and left slopes of the third stage is about 80 μm. .
次に、カッターホイールAの製造方法を図2並びに図3に基づいて説明する。
図2(a)は刃先加工前の円板状ボディ101を示す。この円板状ボディ101は、側面視すると円形で外周面が平らであり、中心には貫通した軸受孔3が設けられている。円板状ボディ101の厚みtは、完成したカッターホイールAの厚みと同じ650μmである。
Next, the manufacturing method of the cutter wheel A is demonstrated based on FIG. 2 and FIG.
FIG. 2A shows the disc-
この円板状ボディ101の軸受孔3を、図3に示すように、研磨装置の回転軸4に挿入して円板状ボディ101を取り付け、円板状ボディ101を回転させながら研磨砥石5を円板状ボディ101の外周面の側縁部分に押し付けて、一段目の斜面2aの加工、すなわち一次加工工程を行う。この工程では、まず一方の斜面2aを加工し、次いで円板状ボディ101を反転させてもう一方の斜面2aを加工する。これにより、図2(b)に示すような斜面2aのみで刃先斜面が形成された円板状ボディ102が形成される。
一次加工工程では、除去される領域S1が大きい、すなわち、加工領域が大きいので、研磨によって加工する場合には粒度の粗い研磨砥石、例えば粒度400〜1000番、好ましくは600〜900番の粗研磨砥石を用いて研磨する。
As shown in FIG. 3, the disk-shaped
In the primary processing step, since the region S1 to be removed is large, that is, the processing region is large, a polishing grindstone with a coarse particle size, for example, coarse polishing with a particle size of 400 to 1000, preferably 600 to 900, when processed by polishing. Polish using a grindstone.
次いで、上記と同様の手法により、先の一次加工工程で加工された一段目の斜面2aの上方部分を加工して二段目の斜面2b、2bを形成する二次加工工程を行う。これにより、図2(c)に示すように、一段目の斜面2aと二段目の斜面2bとによる二段形状の刃先斜面を持つ円板状ボディ103が形成される。この場合、角度に応じて二段目の斜面2b、2bの傾斜面に沿った幅W2が片側30〜80μmとなるようにするのがよい。
この二次加工工程では、加工によって除去される領域S2、すなわち、加工領域が一次加工工程の加工領域S1に比べて格段に少ないので、研磨によって加工する場合には一次加工工程で用いた研磨砥石よりも粒度の細かい研磨砥石、例えば粒度2000〜8000番、好ましくは3000〜5000番の研磨砥石を用いて研磨することができる。これにより、二段目の斜面2bは一段目の斜面2aよりも小さな凹凸面できれいに加工される。
Next, a secondary processing step of processing the upper part of the
In this secondary processing step, the region S2 to be removed by processing, that is, the processing region is remarkably smaller than the processing region S1 of the primary processing step. Therefore, when processing by polishing, the polishing grindstone used in the primary processing step It can grind | polish using a grinding whetstone with a finer particle size, for example, a grinding whetstone having a particle size of 2000 to 8000, preferably 3000 to 5000. As a result, the
次いで、図2(d)に示すように、二次加工工程により加工された二段目の斜面2bの上方部分を加工して三段目の斜面2c、2cを形成する三次加工工程を行って円板状ボディ1を完成させる。この場合、三段目の斜面2c、2cの稜線からの斜面に沿った幅W1が10〜50μmとなるようにするのがよい。また、このとき、三段目の左右の斜面部の厚さ方向の幅L1が円板状ボディ1の厚みtの半分以下となるようにする。この三段目の斜面2c、2cと、これら斜面の交点に形成される稜線2dが、スクライブ時に脆性材料基板に食い込む実質的な刃先を形成する。
三次加工工程では、加工によって除去される領域S3が二次加工工程の加工領域S2に比べてさらに少なくなり、しかも削られる二段目の斜面2bの表面の凹凸が先の二次加工工程によって小さくなっている。このため、研磨によって加工を行う場合には二次加工工程で用いた研磨砥石よりもさらに粒度の細かい仕上げ用の研磨砥石、例えば粒度10000〜30000番の研磨砥石を用いることができる。これにより、希望する表面粗さまで、すなわち、JIS0601:2013で規定する算術平均粗さ(Ra)で0.03μm以下、好ましくは0.01μmまで容易に研磨することができる。
Next, as shown in FIG. 2 (d), a tertiary processing step is performed in which the upper portion of the
In the tertiary processing step, the area S3 removed by the processing is further reduced as compared with the processing region S2 in the secondary processing step, and the unevenness on the surface of the
同様に、JIS0601:2013に規定する最大高さ粗さ(Rz)を計測して、最大高さ粗さ(Rz)が0.3μm以下、好ましくは0.1μm以下、さらに好ましくは0.05μm以下となるようする。これにより稜線の微細なキズ(凹凸)に起因する割れを発生しにくくすることができる。なお、この加工では、算術平均粗さ(Ra)及び最大高さ粗さ(Rz)を小さくするほど割れが生じにくくなるが、それだけ加工の難易度も増すため、加工コストとの関係で粗さの精度を定めるようにする。 Similarly, the maximum height roughness (Rz) specified in JIS0601: 2013 is measured, and the maximum height roughness (Rz) is 0.3 μm or less, preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less. To be. Thereby, it is possible to make it difficult to generate cracks due to fine flaws (unevenness) on the ridgeline. In this process, cracks are less likely to occur as the arithmetic average roughness (Ra) and the maximum height roughness (Rz) are reduced. However, since the difficulty of the process increases accordingly, the roughness is related to the processing cost. The accuracy of the is to be determined.
上記のように本発明では、一次、二次、三次という三段階の加工工程を経て三段の斜面を持つ刃先部2が加工される。このとき、加工工程順に粒度の細かい研磨砥石に変えていくことにより、一段目の斜面2aから二段目の斜面2b、さらに三段目の斜面2cにかけて順次表面の凹凸が小さくなるように加工される。したがって、実質的な刃先斜面となる三段目の斜面2cを加工する三次加工工程では、粒度の細かい仕上げ用の研磨砥石を用いて希望する表面粗さまで容易に加工することができる。また、三次加工工程では、実質的な刃先斜面となる三段目の斜面2cのみを希望する表面粗さに仕上げ加工するものであるから、図4(b)に示すように、従来の刃先斜面の幅Lに比べて、図4(a)に示す斜面2cの幅L1が円板状ボディ1の厚みtの半分以下であるので、無駄なく迅速に仕上げ加工することができる。この利点は、硬い単結晶ダイヤモンドのみからなるカッターホイールの研磨において特に顕著に現れる。
As described above, in the present invention, the
以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでない。例えば、本発明では上記実施例で示した直径2mmのものを含め、0.8〜3mmのカッターホイールに適用することができる。また、実質的な刃先角度となる三段目の斜面2cの交点角度α3は、本実施例では120°としたが、100〜150°の範囲内で実施することが可能である。
また、本実施例では一次加工工程、二次加工工程、三次加工工程において研磨により加工領域を形成したが、その他の加工方法によって加工領域を形成してもよい。例えば、レーザー加工や、ホウ素やリン等の不純物をドープして導電性を持たせた単結晶ダイヤモンドの場合は放電加工を利用することができる。加工領域領域の大きな一次加工工程においてはレーザー加工や放電加工を用いることで加工時間を短くすることができる。一方、加工後の表面粗さを小さくするためには、三次加工は研磨加工を行うことが好ましい。
その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
As mentioned above, although the typical Example of this invention was described, this invention is not necessarily specified to said embodiment. For example, the present invention can be applied to cutter wheels having a diameter of 0.8 to 3 mm including those having a diameter of 2 mm shown in the above embodiments. In addition, although the intersection angle α3 of the third-
In this embodiment, the processing region is formed by polishing in the primary processing step, the secondary processing step, and the tertiary processing step. However, the processing region may be formed by other processing methods. For example, electric discharge machining can be used for laser processing or single crystal diamond doped with impurities such as boron and phosphorus to have conductivity. In the primary machining process having a large machining area, machining time can be shortened by using laser machining or electric discharge machining. On the other hand, in order to reduce the surface roughness after processing, the tertiary processing is preferably performed by polishing.
Others The present invention can be appropriately modified and changed within the scope of achieving the object and without departing from the scope of the claims.
本発明は、セラミック基板やサファイア基板、シリコン基板等、非晶質のガラス基板よりも硬い脆性材料基板にスクライブラインを加工したり、分断したりする際に使用される単結晶ダイヤモンド製のカッターホイールに適用される。 The present invention relates to a cutter wheel made of single crystal diamond used for processing or dividing a scribe line on a brittle material substrate harder than an amorphous glass substrate such as a ceramic substrate, a sapphire substrate, or a silicon substrate. Applies to
A カッターホイール
L1 三段目(最上段)の斜面の幅
α3 三段目の斜面の交点角度
1 円板状ボディ
2 刃先部
2a 一段目(最下段)の斜面
2b 二段目の斜面
2c 三段目の斜面
2d 稜線
3 軸受孔
A Cutter wheel L1 Width of the third step (top) slope α3 Intersection angle of the
Claims (8)
前記刃先部が、左右対称的な三段の斜面と、最上段の左右の斜面の交点に形成された稜線とからなり、
前記三段の各斜面の傾斜角は、上段の斜面が下段の斜面より緩やかになるように形成され、
前記最上段の斜面と前記稜線とがスクライブ対象となる脆性材料基板に食い込む実質的な刃先を形成するように構成され、
前記最上段の斜面部の厚さ方向の幅が円板状ボディの厚みの半分以下であり、前記最上段の斜面の表面粗さが、算術平均粗さで0.03μm以下となるように形成されているカッターホイール。 A cutter wheel made of single-crystal diamond having a cutting edge on the outer peripheral surface,
The blade edge part is composed of a three-step symmetrical slope and a ridge line formed at the intersection of the uppermost left and right slopes,
The inclination angle of each of the three slopes is formed such that the upper slope is gentler than the lower slope,
The uppermost slope and the ridgeline are configured to form a substantial cutting edge that bites into a brittle material substrate to be scribed,
The width of the uppermost slope portion in the thickness direction is less than half of the thickness of the disk-shaped body, and the surface roughness of the uppermost slope surface is 0.03 μm or less in terms of arithmetic average roughness. Cutter wheel that has been.
円形状ボディの円周面の両側縁を除去して最下段の斜面を形成する一次加工工程と、
前記一次加工工程によって形成された最下段の斜面の一部を加工して二段目の斜面を形成する二次加工工程と、
前記二次加工工程によって形成された二段目の斜面の一部を加工して最上段の斜面を形成する三次加工工程とからなり、
前記三次加工工程では前記最上段の斜面の表面粗さが算術平均粗さで0.03μm以下となるように加工し、
前記三次加工工程で加工される最上段の斜面部の厚さ方向の幅が円板状ボディの厚みの半分以下となるように加工するようにしたカッターホイールの製造方法。 The outer peripheral surface is provided with a cutting edge part consisting of a symmetrical three-stage slope and a ridge formed at the intersection of the uppermost slope, and each of the three slopes has an upper slope that is gentler than the lower slope. A method of manufacturing a cutter wheel made of single crystal diamond formed to have an inclination angle,
A primary processing step in which both side edges of the circumferential surface of the circular body are removed to form a bottom slope;
A secondary processing step of processing a part of the lowermost slope formed by the primary processing step to form a second slope;
It consists of a tertiary processing step of processing a part of the second step slope formed by the secondary processing step to form the uppermost slope,
In the tertiary processing step, the surface roughness of the uppermost slope is processed so that the arithmetic average roughness is 0.03 μm or less,
A method for manufacturing a cutter wheel, wherein the uppermost slope portion processed in the tertiary processing step is processed so that a width in a thickness direction is not more than half of a thickness of a disk-shaped body.
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