本發明涉及一種由單晶金剛石構成的刀輪(也稱為刻劃輪)，該刀輪適于對氧化鋁、HTCC、LTCC等陶瓷基板、藍寶石基板、硅基板等比非晶質的玻璃基板硬的脆性材料基板加工刻劃線(切槽)、進行分割。

背景技術：

在對脆性材料基板進行分割的加工中，通常已知如下在例如專利文獻1中公開的方法：使用刀輪在基板表面形成刻劃線，之后，沿著刻劃線從背面側施加外力而使基板彎曲，由此分割成各個單元基板。

對脆性材料基板加工刻劃線的刀輪使用在圓周面具有V字形的刀刃的刀輪。刀輪通常由超硬合金、多晶金剛石燒結體制作，但是，最近作為用于硬度比玻璃基板高的陶瓷基板、藍寶石基板、硅基板等的刻劃的刀輪，由單晶金剛石構成的刀輪備受矚目。

為了在刀輪的圓周面形成V字形的刀刃，如圖3(a)所示，將作為原材料的圓板狀主體101的軸承孔103嵌套在錐形軸4，使圓板狀主體101與錐形軸一同旋轉，利用拋光磨石5將圓周面的兩側緣部傾斜地拋光，形成由左右的斜面和棱線構成的V字形的刀刃部102。

因為在脆性材料基板、特別是半導體基板的刻劃中使用的刀輪的直徑為1～3mm，非常小，所以要求其能夠相對于拋光裝置的錐形軸4、刀輪的支持器(未圖示)易于裝卸。因此，通過由內徑固定的貫通孔形成圓板狀主體101的軸承孔103，并且形成將其兩端的開口緣部傾斜地切割的切割面103a，從而使向錐形軸4的套插變得容易。

此外，拋光裝置的錐形軸4通常由超硬合金、碳鋼、不銹鋼、鋼材等工具材料制作，形成為平緩地傾斜的前端越來越細的形狀的形態。因此，如圖3所示，僅將圓板狀主體101套插到錐形軸4，就能夠使圓板狀主體101不晃動地穩定保持在切割面103a的角部103b和錐形軸4的周面相接觸的位置。此外，拋光后僅拔出圓板狀主體101就能夠從錐形軸4卸下。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利3787489號公報。

發明要解決的課題

但是，在如上所述那樣使圓板狀主體101保持在錐形軸4的狀態下，如圖3(b)的放大圖所示，會成為以切割面103a的尖的角部103b這一個部位與錐形軸4相接觸的情況。因此，在利用拋光磨石的拋光加工時，因為負荷集中在該尖的角部103b這一個部位，所以有時會在由硬度高的單晶金剛石構成的圓板狀主體101產生因沖擊導致的破裂等破損。特別是，單晶金剛石不同于超硬合金、多晶金剛石燒結體，硬度根據晶體取向而不同，因此在硬度比周圍小的部分容易產生破裂。此外，有時由于硬且尖的角部103b而在錐形軸4的表面產生小的凹凸的傷痕。由于圓板狀主體101以角部103b這一個部位支承在錐形軸4，所以當產生這樣的傷痕時，其姿態產生微小的傾斜，不能水平地維持旋轉面。因此，產生旋轉晃動而無法精密地加工刀刃尺寸。

技術實現要素：

因此，本發明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種抑制在刀刃部的拋光加工時的沖擊導致的破損的產生、并且能夠穩定地保持在拋光裝置的錐形軸的單晶金剛石制的刀輪。

用于解決課題的方案

為了解決上述課題，在本發明中采取了如下技術手段。即，本發明的刀輪是在圓板狀主體的外周面設置有刀刃部的單晶金剛石制的刀輪，采用如下結構：在所述圓板狀主體的中心貫通形成有軸承孔，所述軸承孔的兩端開口緣部由被曲線狀地切除而成的圓弧面形成。

發明效果

根據本發明的刀輪，在為了刀刃部的拋光加工而將圓板狀主體安裝在拋光裝置的錐形軸時，其是以軸承孔的兩端緣部的圓弧面與錐形軸的周面相接觸而被保持的，因此與現有技術中的以尖的角部相接觸的支承結構相比，緩解了負荷集中在一點，能夠抑制因沖擊導致的破損。此外，因為以圓弧面與錐形軸相接觸，所以不會像現有技術中的以尖的角部相接觸的情況那樣在錐形軸周面產生小的傷痕。由此，能夠總是以穩定的姿態且沒有旋轉晃動的狀態來支承圓板狀主體，能夠精密地進行刀刃部的拋光加工。

在上述發明中，優選形成為沿著所述軸承孔的軸向的所述圓弧面的長度相對于所述軸承孔的全長為3～12％。

由此，在將刀輪安裝在刻劃裝置的支持器軸時，能夠確保與支持器軸周面相接觸的軸承孔內表面為軸承孔全長的80％以上，能夠使刀輪穩定地周面接觸支承在支持器軸。

此外，在上述發明中，優選采用如下結構，即，所述圓弧面由越靠近軸承孔的開口端曲率變得越大的曲線形成。

由此，軸承孔的開口端比正圓的圓弧大且喇叭狀擴展，能夠進一步容易地進行向錐形軸、支持器軸的套插操作。

附圖說明

圖1是示出本發明的刀輪的圖。

圖2是示出本發明的刀輪的制造工序的說明圖。

圖3是示出現有技術的刀輪的制造工序的說明圖。

具體實施方式

以下，基于圖1、圖2對本發明的刀輪進行詳細說明。

圖1是示出本發明的刀輪A的圖，圖1(a)是正視圖，圖1(b)是側視剖面圖，圖1(c)是軸承孔3的圓弧面3a部分的放大圖。該刀輪A僅由單晶金剛石制作，在具有貫通中心的軸承孔3的圓板狀主體1的外周面設置有刀刃部2。刀刃部2由左右的斜面2a、2a和在這些斜面2a、2a的交點處形成的棱線2b構成。在本實施例中，刀輪A以直徑為2mm、厚度為650μm的方式形成。

圓板狀主體1的軸承孔3由內徑固定的貫通孔形成，其兩端開口緣部由被曲線狀地切除而成的圓弧面3a形成。

圓弧面3a的沿著軸承孔方向的長度L1以相對于軸承孔3的全長L為3～12％、優選為7～10％的方式形成。在本實施例中，其相對于軸承孔全長650μm設為25～60μm。

該圓弧面的內表面側的曲率半徑R是在與軸承孔3的圓筒狀的部分的邊界處與圓弧面內切的假想圓的半徑，該假想圓是以與軸承孔3的圓筒狀的部分的邊界的切點為起點、中心角θ為30～90°的圓弧與圓弧面一致的方式設定的。此外，R設為刀輪的厚度的0.03倍以上且100μm以下。

此外，圓弧面3a的圓板狀主體1的側面側的長度L2設定為沿著軸承孔方向的長度L1的0.5～2.0倍、更優選1.0～1.5倍的長度。

在本實施例中，該圓弧面3a以越靠近軸承孔3的開口端，曲線的曲率變得越大的方式形成。即使在該情況下，在與軸承孔3的圓筒狀的部分的邊界處相切的假想圓的半徑、即內表面側的曲率半徑R還是刀輪的厚度的0.03倍以上。由此，如圖1(c)所示，圓弧面3a的圓板狀主體1的側面側的長度L2形成得比L1長。在本實施例中，在L2的長度的范圍為25～100μm、優選為60～100μm中，作為進一步優選的例子采用了80μm。

圖2是示出本發明的刀輪A的制造工序的說明圖，附圖標記1’示出刀刃部2被拋光加工前的圓板狀主體。該圓板狀主體1’從側面觀察時為圓形，外周面平坦，在中心預先加工有上述的在兩端開口緣部具有圓弧面3a的軸承孔3。

將圓板狀主體1’的軸承孔3如圖2(a)所示那樣套插到拋光裝置的錐形軸4而安裝圓板狀主體1’，一邊使圓板狀主體1’旋轉一邊將拋光磨石5按壓在圓板狀主體1’的外周面的側緣部分來加工刀刃2。在該工序中，首先加工一個的刀刃斜面，接著使圓板狀主體1’翻轉來加工另一個的刀刃斜面。由此，加工如圖1所示的由左右的斜面2a、2a及棱線2b構成的刀刃2。

如圖2(b)的放大圖所示，在上述的刀刃加工工序中，裝配在拋光裝置的錐形軸4的圓板狀主體1’是以軸承孔3的兩端緣部的圓弧面3a、3a與錐形軸4的周面相接觸而被保持的。在該圓弧面3a與錐形軸4的周面的接觸中，當負荷為0時為點接觸，但是當對接觸部分加上負荷時，接觸部分發生形變而在與負荷對應的狹窄的范圍成為面接觸。(參照：赫茲的接觸理論(球與平面))。由此，與圖3這樣的以尖的角部103b與錐形軸4的周面相接觸的現有技術結構相比，緩解了負荷集中在一點，能夠抑制因沖擊導致的破損。另外，圓弧面3a的曲率半徑R越大，越容易使施加在與錐形軸的接觸部分的負荷分散。此外，在本發明中，以圓弧面3a來與錐形軸4相接觸，因此消除了現有技術中的以尖的角部103b相接觸的情況那樣在錐形軸4的周面產生小的傷痕，能夠總是以穩定的姿態來保持圓板狀主體1’。

另外，將圓弧面3a的沿著軸承孔3的軸向的長度L1相對于軸承孔3的全長L設為了3～12％，因此在將刀輪A安裝在刻劃裝置的支持器軸(未圖示)時，能夠確保與支持器軸周面相接觸的軸承孔3的內表面為軸承孔3全長的80％以上。由此，能夠使刀輪A以穩定的狀態周面接觸支承于支持器軸。

進而，該圓弧面3a形成為越靠近軸承孔3的開口端，曲線的曲率變得越大，圓弧面3a的在圓板狀主體1的側面側的長度L2設定得比軸承孔方向的長度L1長，因此軸承孔3的開口端比正圓的圓弧大且喇叭狀擴展，向錐形軸4、支持器軸的套插操作變得更容易。

以上，對于本發明的代表性的實施例進行了說明，但是，本發明并不限定于上述的實施方式。例如，本發明能夠適用于包含上述實施例中所示的直徑2mm的刀輪的直徑0.8～3mm的刀輪。

此外，在本發明中，能夠在實現其目的、不脫離要求的范圍的范圍內適當進行修改、變更。

產業上的可利用性

本發明適用于對陶瓷基板、藍寶石基板、硅基板等比非晶質的玻璃基板硬的脆性材料基板加工刻劃線、進行分割時使用的單晶金剛石制的刀輪。

附圖標記說明

A：刀輪；

L：軸承孔的全長；

L1：軸承孔方向的圓弧面長度；

L2：圓板狀主體側面方向的圓弧面長度；

1：圓板狀主體；

1’：拋光加工前的圓板狀主體；

2：刀刃部；

3：軸承孔；

3a：圓弧面；

4：錐形軸。