划割轮、划割装置、及划割方法

摘要

本发明提供一种可以在脆性材料基板上形成良好的划线的划割轮、及具有此划割轮的划割装置、及使用此划割轮的划割方法。划割轮(50)的成形所使用的烧结金刚石具有金刚石粒子与其余部分的结合相(包含添加剂及结合材料)，金刚石粒子的平均粒径优选为0.6～1.5(μm)的范围。烧结金刚石中的金刚石的含量优选为65.0～75.0(重量％)的范围。另外，烧结金刚石中的超微粒子碳化物的含量优选为3.0～10.0(重量％)的范围。此外，烧结金刚石中的结合材料的含量优选为金刚石及超微粒子碳化物的其余部分。

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结金刚石制的划割轮、及具有此划割轮的划割装置、及使用此划 割轮的划割方法。

背景技术

以往，将贴合2片玻璃基板而形成的贴合玻璃基板通过一系列的划割工序及断裂工 序而裁剪为多个单位贴合玻璃的技术众所周知(例如，专利文献1)。

另外，通过在刀尖的棱线部形成突起部，而不产生水平裂痕，使深的垂直裂痕产生 在玻璃板上的技术以往也众所周知(例如，专利文献2)。

另外，使形成贴合基板的表面背面的单板基板不上下反转及水平方向旋转90°，而 水平方向地在正交的两个方向上连续分割的技术以往也众所周知(例如，专利文献3)。

进而，通过使轮的外径、槽的深度、槽间的棱线的长度为所期望范围，而使划割轮 的刀尖的磨损降低，使划割轮长寿命化的技术以往也众所周知(例如：专利文献4)。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第3042192号说明书

[专利文献2]日本专利第3074143号说明书

[专利文献3]国际公开第2005/087458号

[专利文献4]国际公开第2009/148073号

发明内容

[发明所要解决的问题]

此处，作为使划割工数降低的方法之一，列举如下方法：最大限度削减划割轮与脆 性材料基板隔离移动的时间，最大限度确保划割轮与脆性材料基板(例如，玻璃基板等) 抵接的时间。

然而，此方法会产生如下问题：在使脆性材料基板抵接(侵入)的状态下，使划割 轮的前进方向变化，根据情形有时刀尖的突起部缺损。

因此，本发明的目的在于提供一种可以在脆性材料基板上形成良好的划线的划割 轮、及此具有划割轮的划割装置、及使用此划割轮的划割方法。

[解决问题的手段]

为了解决所述问题，技术方案1的发明的特征在于：其是烧结金刚石制的划割轮， 且包括：圆盘状的本体部；设置在所述本体部的外周的圆环状的刀；沿着所述刀的最外 周部而设置且具有多个突起部的刀尖；所述刀的厚度从所述本体部的中心朝向所述刀尖 变小，通过所述刀的最外周部的中心轴的平面的剖面成V形状，各突起部设置在沿着所 述刀尖而形成的多个槽中邻接的槽之间，所述烧结金刚石包含65.0～75.0重量％的金刚 石、3.0～10.0重量％的超微粒子碳化物、及其余部分的结合材料，所述金刚石的平均粒 径为0.6～1.5μm的范围，所述结合材料为以钴为主成分的铁系金属。

另外，技术方案2的发明根据技术方案1所述的划割轮，其特征在于：所述超微粒 子碳化物为6.0～8.0重量％的范围，并且包含1.0～4.0重量％的碳化钛、及其余部分的 碳化钨。

另外，技术方案3的发明的特征在于包括：划割单元，其通过使根据技术方案1或 2所述的划割轮相对于脆性材料基板压接转动，由此在所述脆性材料基板上形成划线； 及保持单元，其保持所述脆性材料基板，且使被保持的所述脆性材料基板相对于划割单 元而相对性地移动。

另外，技术方案4的发明的特征在于：其是利用根据技术方案1或2所述的划割轮 在脆性材料基板上形成划线的方法，且包括如下工序：(a)使所述划割轮与所述脆性材 料基板抵接，且在与所述脆性材料基板平行的第1水平方向使所述划割轮相对性地移动； (b)在所述工序(a)之后，在使所述划割轮与所述脆性材料基板抵接的状态下，将所 述划割轮的移动方向变更为与所述第1水平方向不同、与所述脆性材料基板平行的第2 水平方向。

[发明的效果]

根据技术方案1到技术方案4所述的发明，构成划割轮的烧结金刚石包含65.0～75.0 重量％的金刚石、3.0～10.0重量％的超微粒子碳化物、及其余部分的结合材料，并且金 刚石的平均粒径为0.6～1.5μm的范围，结合材料为以钴为主成分的铁系金属。

由此，此烧结金刚石制的划割轮不仅可以提高耐磨损性及耐冲击强度特性，还可以 提高耐扭动强度特性。即，在使划割轮与成为切断对象的脆性材料基板抵接的状态下， 即使在使划割轮的前进方向变化的情况下，也可以有效地防止刀尖的突起部缺损。因此， 可以实现划割轮的进一步长寿命化。

尤其，根据技术方案2所述的发明，超微粒子碳化物包含1.0～4.0重量％的碳化钛。 由此，在烧结过程中的金刚石的熔融凝固时，可以抑制金刚石粒子的异常粒成长。因此， 可以进而使耐扭动强度特性提高。

附图说明

图1是表示本发明的实施形态中的划割装置的整体构成的一例的正面图。

图2是表示本发明的实施形态中的划割装置的整体构成的一例的侧面图。

图3是表示划割轮附近的构成的一例的正面图。

图4是表示划割轮附近的构成的一例的仰视图。

图5是用以说明转向轮后倾效果的仰视图。

图6是表示划割轮的构成的一例的侧面图。

图7是表示划割轮的构成的一例的正面图。

图8是图6的A部分的放大图。

图9是表示形成在划割轮的刀尖的槽形状的其它例的图。

图10是表示形成在划割轮的刀尖的槽形状的其它例的图。

图11是表示形成在划割轮的刀尖的槽形状的其它例的图。

图12是用以说明耐扭动测试的平面图。

图13是用以说明实施例1、比较例1、及比较例2的测试条件的图。

图14是表示耐扭动测试前的实施例1的划割轮的突起部的照片。

图15是表示耐扭动测试后的实施例1的划割轮的突起部的照片。

图16是表示耐扭动测试前的比较例1的划割轮的突起部的照片。

图17是表示耐扭动测试后的比较例1的划割轮的突起部的照片。

图18是表示耐扭动测试前的比较例2的划割轮的突起部的照片。

图19是表示耐扭动测试后的比较例2的划割轮的突起部的照片。

图20是用以说明实施例2、比较例1、及比较例2的测试条件的图。

[符号的说明]

1 划割装置

4 脆性材料基板

10 保持单元

20 划割单元

30 头部

40 驱动部

50 划割轮

51 本体部

52 刀

52a 刀尖

53 槽

54 突起部

54a 棱线

60 拍摄部单元

90 控制单元

SL 划线

K 垂直裂痕

具体实施方式

<1.划割装置的构成>

以下，一面参照图式一面对本发明的实施形态进行详细说明。

图1及图2是分别表示划割装置1的整体构成的一例的正面图及侧面图。图3及图 4是表示划割轮50附近的构成的一例的正面图及仰视图。图5是用以说明转向轮后倾效 果的仰视图。

划割装置1是例如玻璃基板或者陶瓷基板等般，在由脆性材料而形成的基板(以下， 也仅称为“脆性材料基板”)4的表面，划入划线(切缝：纵向裂痕)的装置。

如图1及图2所示，划割装置1主要包括：保持单元10、划割单元20、拍摄部单 元60、及控制单元90。此外，图1及以后的各图中，为了使这些单元的方向关系明确， 而根据需要适当附上将Z轴方向设为铅直方向、将XY平面设为水平面的XYZ正交坐 标系统。

此处，如图3所示，当利用划割装置1在脆性材料基板4的表面形成划线SL后， 脆性材料基板4上将产生在垂直方向(Z轴方向)延伸的垂直裂痕K(划割工序)。

而且，通过对产生了此垂直裂痕K的脆性材料基板4赋予应力(断裂工序)，而从 形成了划线SL的脆性材料基板4的主面到其相反侧的主面为止使垂直裂痕K成长，从 而将脆性材料基板4切断，将此方法称为“割断”。

另一方面，仅通过划割工序(即，不执行断裂工序)，使垂直裂痕K从脆性材料基 板4的划线SL的主面伸展到相反侧的主面为止，从而将脆性材料基板4切断，将此方 法称为“分割”。

这些割断及分割是在用以切断的本质的要素为垂直裂痕的伸展的方面，较使用切出 切屑为用以切断的本质的要素的金刚石划割锯(cutting saw)(或者轮)、或者金刚石划 割锯(dicing saw)的研削切断更好的切断方法。

另外，作为利用本实施形态的划割方法能够割断或者分割的脆性材料基板4的材质 的例，可列举玻璃、陶瓷、硅、或者蓝宝石等。尤其，近年来，作为通信机器关联的高 频模块所使用的基板，从HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics，高温共烧陶瓷) 向比较容易加工的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics，低温共烧陶瓷)的过渡 正在加速。因此，本实施形态的划割方法将日益有效地被使用。

保持单元10保持脆性材料基板4，并且使被保持的脆性材料基板4相对于划割单元 20而相对性地移动。如图1所示，保持单元10设置在基部10a上，且主要具有平台11、 滚珠丝杠机构12、及马达13。

此处，基部10a例如由大致长方体状的石定盘而形成，且其上表面(与保持单元10 相向的面)被平坦加工。由此，可以降低基部10a的热膨胀，可以使由保持单元10保 持的脆性材料基板4良好地移动。

平台11吸附保持所载置的脆性材料基板4。另外，平台11使被保持的脆性材料基 板4在箭头AR1方向(X轴正或者负方向：以下，也简称为“进退方向”)进退，并且 向箭头R1方向旋转。如图1及图2所示，平台11主要具有吸附部11a、旋转台11b、 及移动台11c。

吸附部11a设置在旋转台11b的上侧。如图1及图2所示，脆性材料基板4能够载 置在吸附部11a的上表面。另外，在吸附部11a的上表面格子状地配置着多个吸附槽(图 示省略)。因此，在载置着脆性材料基板4的状态下，将各吸附槽内的环境排气(吸引)， 由此脆性材料基板4被吸附部11a吸附。

旋转台11b设置在吸附部11a的下侧，且使吸附部11a以与Z轴大致平行的旋转轴 11d为中心而旋转。另外，移动台11c设置在旋转台11b的下侧，且沿着进退方向，使 吸附部11a及旋转台11b移动。

因此，被平台11吸附保持的脆性材料基板4在箭头AR1方向进退，并且以随着吸 附部11a的进退动作而移动的旋转轴11d为中心而旋转。

滚珠丝杠机构12配置在平台11的下侧，且使平台11在箭头AR1方向进退。如图 1及图2所示，滚珠丝杠机构12主要具有进给螺杆12a与螺母12b。

进给螺杆12a为沿着平台11的进退方向延伸的棒体。在进给螺杆12a的外周面设置 着螺旋状的槽(图示省略)。另外，进给螺杆12a的一端由支持部14a可旋转地支持， 进给螺杆12a的另一端由支持部14b可旋转地支持。进而，进给螺杆12a与马达13连 动连结，若马达13旋转，则进给螺杆12a在其旋转方向上旋转。

螺母12b随着进给螺杆12a的旋转，通过未图示的滚珠的滚转运动，在箭头AR1 方向进退。如图1及图2所示，螺母12b被固定在移动台11c的下部。

因此，当驱动马达13，马达13的旋转力传达到进给螺杆12a后，螺母12b在箭头 AR1方向进退。其结果，固定了螺母12b的平台11与螺母12b同样地在箭头AR1方向 进退。

一对导轨15、16限制前进方向中的平台11的移动。如图2所示，一对导轨15、16 在基部10a上，在箭头AR2方向仅隔开特定距离而固定。

多个(本实施形态中为2个)滑动部17(17a、17b)沿着导轨15在箭头AR1方向 滑动自如。如图1及图2所示，各滑动部17(17a、17b)在移动台11c的下部，在箭头 AR1方向仅隔开特定距离而固定。

多个(本实施形态中为2个：然而，为便于图示，仅记载滑动部18a)滑动部18沿 着导轨16在箭头AR1方向滑动自如。如图1及图2所示，各滑动部18与滑动部17(17a、 17b)同样地，在移动台11c的下部，在箭头AR1方向仅隔开特定距离而固定。

如此，当将马达13的旋转力赋予滚珠丝杠机构12后，平台11沿着一对导轨15、 16移动。因此，可以确保进退方向中的平台11的直进性。

划割单元20相对于被保持单元10保持的脆性材料基板4，使烧结金刚石制的划割 轮50(参照图3)压接转动，由此在脆性材料基板4的表面形成划线SL。如图1及图2 所示，划割单元20主要具有头部30与驱动部40。

头部30由未图示的升降·加压机构，从被保持的划割轮50对脆性材料基板4的表 面，赋予挤压力(以下，也仅称为“划割负荷”)。如图3所示，头部30具有支架35。 另外，支架35为旋转自如地保持划割轮50的要素。如图3所示，支架35主要具有销 36、支持框体37、及旋回部38。

销36是在插入到贯通划割轮50的贯通孔50a中的状态下固定的棒体。此处，如图 3及图4所示，贯通孔50a沿着与X轴大致平行的旋转轴50b延伸。

如图3所示，支持框体37是以覆盖贯通孔50a的两个开口(两端)的方式而配置 的构造物。从贯通孔50a的两端突出的销36相对于支持框体37而可旋转地设置着。因 此，被销36固定的划割轮50相对于支持框体37旋转自如。

如图3所示，旋回部38设置在支持框体37的上部，且以与Z轴大致平行的旋转轴 38a为中心而使支持框体37旋转。如图4所示，从下表面观察的旋回部38的旋转轴38a 的位置与脆性材料基板4中的保持单元10的设置位置50c偏移。

由此，如图5所示，划割轮50的前进方向从箭头AR3(2点链线)方向变化为箭头 AR4(实线)方向，由于转向轮后倾效果而旋转轴38a周围的转矩作用于划割轮50。因 此，划割轮50在箭头R2方向转动，划割轮50的位置从2点链线位置变化为实线位置。

如此，划割轮50的前进方向变化，即便在划割轮50的姿势相对于前进方向仅偏移 角度θ1的情况下，箭头R2方向的转矩也作用于划割轮50。其结果，划割轮50旋回， 以使划割轮50的姿势与划割轮50的前进方向大致平行。

驱动部40使划割轮50所设置的头部30在箭头AR2方向(Y轴正或者负方向：以 下，也仅称为“往返方向”)往返。如图2所示，驱动部40主要具有支柱41、轨道42、 及马达43。

多根(本实施形态中为2根)支柱41(41a、41b)从基部10a起在上下方向(Z轴 方向)延伸。如图2所示，各导轨42在夹持在支柱41a、41b之间的状态下，相对于这 些支柱41a、41b而固定。

多根(本实施形态中为2根)导轨42限制往返方向中的头部30的移动。如图2所 示，多根导轨42在上下方向仅隔开特定距离而固定。

马达43与未图示的进给机构(例如，滚珠丝杠机构)连动连结。由此，若马达43 旋转，则头部30沿着多根导轨42在箭头AR2方向往返。

通过使划割轮50在脆性材料基板4上压接转动，而在脆性材料基板4上形成划线 SL(参照图3)。划割轮50例如是将烧结金刚石(Polycrystalline diamond：以下，也仅 称为“PCD”)成形而成的。此外，关于划割轮50的详细的构成将于下文叙述。

拍摄部单元60拍摄被保持单元10保持的脆性材料基板4。如图2所示，拍摄部单 元60具有多个相机65(65a、65b)。

多个(本实施形态中为2台)相机65(65a、65b)如图1及图2所示，配置在保持 单元10的上方。各相机65(65a、65b)拍摄脆性材料基板4上所形成的特征性的部分 (例如，对准标记(图示省略))的图像。然后，根据由各相机65(65a、65b)所拍摄 的图像，求出脆性材料基板4的位置及姿势。

此处，所谓脆性材料基板4的“位置”，是指绝对坐标系统中的脆性材料基板4上 的任意的位置。另外，所谓脆性材料基板4的“姿势”，是指相对于头部30的往返方向 的脆性材料基板4的基准线(例如，在脆性材料基板4为四方形的情况下，为4边中的 1边)的倾斜。

进而，在本实施形态中，使用四方形的脆性材料基板4，在脆性材料基板4的4个 角部中邻接的2个角部形成对准标记。另外，各对准标记由所对应的相机65a、65b拍 摄，根据这些已拍摄的图像，求出绝对坐标系统中的各对准标记的位置。然后，根据这 些对准标记的位置，运算脆性材料基板4的位置及姿势。

控制单元90实现划割装置1的各要素的动作控制、及数据运算。如图1及图2所 示，控制单元90主要具有ROM(Read Only Memory，只读存取器)91、RAM(Random  Access Memory，随机存取存取器)92、及CPU(Central Processing Unit，中央处理器) 93。

ROM(Read Only Memory)91是所谓非挥发性的记忆部，例如，储存程序91a。此 外，作为ROM91，也可以使用读写自如的非挥发性存取器即闪存。RAM(Random Access  Memory)92是挥发性的记忆部，例如，储存CPU93的运算所使用的数据。

CPU(Central Processing Unit)93执行根据ROM91的程序91a的控制(保持单元 10的进退·旋转动作、及由驱动部40进行的头部30的往返动作等的控制)、及脆性材 料基板4的位置及姿势运算等的数据处理。

例如，CPU93

(1)运算脆性材料基板4的位置及姿势，并且

(2)根据此位置及姿势的运算结果，使旋转台11b旋转动作，且使移动台11c进退 动作，

由此执行相对于头部30的脆性材料基板4的对准处理。

<2.划割轮的构成>

图6及图7是表示划割轮50的构成的一例的侧面图及正面图。图8是图6的A部 分的放大图。如图3至图7所示，划割轮50是以2个圆锥台的下底面(其中，下底面 较上底面而言面积大)相互对向的方式而配置的，且具有大致圆盘形状(算盘珠形状)。 如图6至图8所示，划割轮50主要具有本体部51、刀52、及刀尖52a。

如图6及图7所示，本体部51形成为圆盘状，在本体部51的中心附近沿着旋转轴 50b而设置着贯通本体部51的贯通孔50a。另外，在本体部51的外周设置着圆环状的 本体部51。

如图6所示，刀52是由以旋转轴50b为中心的同心圆状的内周及外周而形成的圆 环状体。如图7所示，刀52正面观察为V字状。沿着旋转轴50b的刀52的厚度Tb(参 照图7)随着从旋转轴50b侧朝向刀尖52a逐渐变小。

刀尖52a沿着刀52的最外周部(即，刀52中距旋转轴50b的距离最大、刀52的 厚度Tb最小的部分)而设置。如图8所示，刀尖52a具有突起部54，并且在刀尖52a 设置着槽53与棱线54a。

多个槽53是设置在刀尖52a的侧面观察大致V字状的凹部。如图8所示，邻接的 槽53沿着刀52的外周仅隔开所期望的间距P而形成。

如图8所示，多个突起部54沿着本体部51的最外周部而设置。更具体而言，各突 起部54设置在沿着刀尖52a而设置的多个槽53中邻接的槽53之间。

此外，图8中，为便于图示，仅记载了3个槽53、及4个突起部54。另外，形成 在刀尖52a的多个槽53为微米级且意图加工的。因此，多个槽53是区别于由刀尖52a 形成时的研削加工而必然形成的研削条痕的。

<2.1.划割轮的尺寸>

此处，划割轮50的外径Dm(参照图7)优选为1～5(mm)(进而优选为1～3(mm)) 的范围。在划割轮50的外径Dm小于1mm的情况下，划割轮50的操作性及耐久性降 低。另一方面，在划割轮50的外径Dm大于5mm的情况下，有时划割时的垂直裂痕K 相对于脆性材料基板4不形成得较深。

另外，划割轮50的厚度Th(参照图7)优选为0.5～1.2(mm)(进而优选为0.5～ 1.1(mm))的范围。在划割轮50的厚度Th小于0.5mm的情况下，有时加工性及操作 性降低。另一方面，在划割轮50的厚度Th大于12mm的情况下，划割轮50的材料及 制造用的成本变高。

另外，刀52的刀尖角θ2(参照图7)通常为钝角，优选为90＜θ2≤160(deg)(进 而优选为100≤θ2≤140(deg))的范围。此外，刀尖角θ2的具体的角度根据切断的 脆性材料基板4的材质、及/或厚度等而适当设定。

另外，形成在刀尖52a的槽53的深度Dp(换而言之突起部54的高度)优选为1～ 60(μm)，通常为2～25(μm)(进而优选为3～15(μm))的范围。

另外，邻接的槽53之间的间距P(参照图8)优选为20～200(μm)(进而优选为 30～70(μm))的范围。在邻接的槽53之间的间距P小于20μm的情况下，有时划割 轮50的刀尖52a的磨损变大，耐久性降低。另一方面，在此间距P大于200μm的情况 下，有时无法在脆性材料基板4上形成良好的垂直裂痕K。

另外，形成在邻接的槽53之间的棱线54a的长度L(参照图8)优选为25～75(μm) (进而优选为，25～75(μm))的范围。在此棱线54a的长度L小于25μm的情况下， 将产生无法确保充分的有效切削长度，划割轮50的寿命变短的问题。

另外，槽53的宽度W相对于棱线54a的长度L的比例Rt(＝W/L)优选为0.5～5.0 (进而优选为1.0～3.5)的范围。在此情况下，可以充分确保有效切削长度。

<2.2.划割轮中所包含的材料>

另外，划割轮50的成形所使用的烧结金刚石具有金刚石粒子与其余部分的结合相， 优选相邻的金刚石粒子彼此相互结合。由于相邻的金刚石粒子彼此相互结合，可获得优 异的耐磨损性及强度。

此处，对烧结金刚石中所包含的材料中的金刚石粒子及结合相中所包含的结合材料 及添加剂进行说明。

金刚石粒子的平均粒径优选为0.6～1.5(μm)(进而优选为0.7～1.0(μm))的范围。

此处，划割轮50中，在突起部54的棱线54a中求出锐利度。因此，金刚石粒子的 平均粒径必需为至少1.5μm以下的超微粒子。

另一方面，在金刚石的平均粒径小于0.6μm的情况下，金刚石晶界中裂痕容易传播。 因此，当扭动力反复作用于刀尖52a的突起部54后，促进此突起部54的缺损。其结果， 产生划割轮50的寿命变短的问题。

烧结金刚石中的金刚石的含量优选为65.0～75.0(重量％)(进而优选为68.0～72.0 (重量％)∶85.0～86.0(容量％))的范围。此处，在金刚石的含量小于68.0重量％的情 况下，烧结金刚石的耐磨损性降低。

作为添加剂，例如，较佳地使用选自钨、钛、铌、钽的至少1种以上的元素的超微 粒子碳化物。

此处，烧结金刚石中的超微粒子碳化物的含量优选为3.0～10.0(重量％)的范围。

进而优选为，超微粒子碳化物的含量为6.0～8.0(重量％)的范围，超微粒子碳化 物包含1.0～4.0(重量％)的碳化钛与其余部分的碳化钨。由此，在烧结过程中的金刚 石的熔融凝固时，可以抑制金刚石粒子的异常粒成长。因此，可以进而使耐扭动强度特 性提高。

作为结合材料，通常，较佳地使用铁族元素。作为铁族元素，例如可列举钴、镍、 铁等，其中钴较佳。另外，烧结金刚石中的结合材料的含量优选为金刚石及超微粒子碳 化物的其余部分，进而优选为20～25(重量％)的范围。

此外，本实施形态中的“重量％”是根据利用EDX(Energy Dispersive X-ray  spectrometry，能量弥散X射线光谱测定)而进行的元素分析来求出。另一方面，“容量 ％”是指金刚石粒子的合计体积相对于包含孔隙的烧结金刚石的总体积的比例。

<3.划割轮的制造方法>

在说明划割轮50的制造方法时，首先，说明烧结金刚石的烧结方法，接着，对从 烧结金刚石成形划割轮50的方法进行说明。

<3.1.烧结金刚石的烧结方法>

此处，对烧结金刚石的烧结方法进行说明。此烧结方法中，首先，将所述金刚石粒 子、结合材料、添加剂加以混合。其次，金刚石在热力学性地稳定的高温及超高压下， 将这些混合物烧结。由此，制造烧结金刚石。

此处，在烧结时，超高压产生装置的模具内的压力优选为5～8(GPa)的范围。另 外，此模具内的温度优选为1500～1900(℃)的范围。

<3.2.划割轮的成形方法>

此处，对从所制造出的烧结金刚石成形划割轮50的方法进行说明。首先，本成形 方法中，首先，从较佳厚度(0.5～1.2(mm))的烧结金刚石切取所期望的半径的圆盘。

其次，削圆盘的周缘部，以使沿着旋转轴50b的刀52的厚度Tb随着从旋转轴50b 侧朝向刀尖52a而逐渐变小。由此，在圆盘的周缘部，形成正面观察为V字状的刀52。

然后，利用激光加工、放电加工、或者研削加工等以往公知的加工方法，在刀尖52a 形成多个槽53。此外，本实施形态的划割轮50如上所述直径小(1～5(mm))，槽53 的形成要求加工精度。因此，作为槽53的加工方法推荐激光加工，作为所使用的激光 光，可列举例如YAG(yttrium aluminum garnet，钇铝石榴石)激光。

<4.划割方法>

此处，对利用划割轮50在脆性材料基板4上形成划线SL的方法进行说明。

在本方法中，头部30的划割轮50由未图示的升降·加压机构而相对于脆性材料基 板4压接。另外，驱动保持单元10的马达13、及/或驱动部40的马达43，使头部30 相对于被保持单元10保持的脆性材料基板4而在水平面内相对性地移动。因此，在脆 性材料基板4上由划割轮50形成所期望的划线SL，且产生垂直裂痕K。

此处，划割负荷优选为5～50(N)(进而优选为15～30(N))的范围。另外，划 割轮50相对于脆性材料基板4的移动速度(以下，也仅称为“划割速度”)优选为50～ 300(mm/sec)的范围。此外，划割负荷及划割速度的具体性的值可根据脆性材料基板4 的材质、及/或厚度等而适当设定。

另外，在脆性材料基板4上，对应头部30的相对移动，形成如以下的划线SL。

例如，若在使马达43停止的状态下，驱动马达13，则在使头部30停止的状态下， 使保持单元10在进退方向(图1的箭头AR1方向)移动。即，头部30相对于被保持单 元10保持的脆性材料基板4在进退方向相对移动。因此，在脆性材料基板4的上表面， 形成沿着此进退方向的划线SL(参照图3)。

另一方面，若在使马达13停止的状态下，驱动马达43，则在保持单元10停止的状 态下，使头部30在往返方向(图2的箭头AR2方向)移动。即，头部30相对于被保持 单元10保持的脆性材料基板4在往返方向相对移动。因此，在脆性材料基板4的上表 面，形成沿着此往返方向的划线SL(参照图3)。

另外，若各马达13、43的动作状态从(1)马达43停止、马达13驱动的状态变化 为(2)马达13停止、马达43驱动的状态，则头部30的移动方向因转向轮后倾效果而 从与脆性材料基板4平行的进退方向(第1水平方向)变化为往返方向(第2水平方向)。 即，划割轮50保持与脆性材料基板4抵接的状态，划割轮50的刀尖52a的方向变更90 度。因此，在脆性材料基板4的上表面形成大致L字状的划线SL(参照图3)。

进而，在马达13、43同时旋转的情况下，头部30的前进方向成为相对于进退方向 (箭头AR1方向)及往返方向(箭头AR2方向)而倾斜的状态。因此，在脆性材料基 板4的上表面，形成相对于进退方向及往返方向而倾斜的状态的划线SL(参照图3)。 进而，在使马达13、43的旋转数变化的情况下，形成曲线状的划线SL(参照图3)。

此处，在本实施形态中，将为了形成大致L字状的划线而使脆性材料基板4产生垂 直裂痕K(参照图3)的情况也称为“L字划割”。

此外，在割断的情况下，利用断裂装置(图示省略)，对脆性材料基板4的主面中 (1)形成了划线SL的主面(以下，也仅称为“形成面”)、(2)与形成面为相反侧的主 面赋予应力。因此，在划割工序中，产生在脆性材料基板4上的垂直裂痕K成长到与形 成面为相反侧的面为止，从而脆性材料基板4被切断(断裂工序)。

另外，在分割的情况下，利用划割工序形成深的垂直裂痕K。因此，不需要断裂装 置(图示省略)，仅利用划割工序即可切断脆性材料基板4。

<5.本实施形态中的划割轮的优点>

如以上般，本实施形态的划割轮50为烧结金刚石制，此烧结金刚石包含65.0～75.0 重量％的金刚石、3.0～10.0重量％的超微粒子碳化物、及其余部分的结合材料，并且金 刚石的平均粒径为0.6～1.5μm的范围，结合材料为以钴为主成分的铁系金属。

由此，此划割轮50不仅可以提高耐磨损性及耐冲击强度特性，还可以提高耐扭动 强度特性。即，在使划割轮50与脆性材料基板4抵接的状态下，即便在使划割轮50的 前进方向变化的情况下，也可以有效地防止刀尖52a的突起部54缺损。因此，可以实 现划割轮50的进一步长寿命化。

<6.变形例>

以上，对本发明的实施形态进行了说明，但是本发明并不限定于所述实施形态，可 以进行各种变形。

在本实施形态中，说明了设置在刀尖52a的多个槽53的形状为侧面观察大致V字 状的情况，但是并不限定于此。图9至图11是表示划割轮50的刀尖52a上所形成的槽 53的其它例的图。如图9所示，槽53例如也可以为侧面观察梯形状的凹部。另外，如 图10及图11所示，也可以为侧面观察圆弧状或者矩形状的凹部。

【实施例】

以下，根据实施例进一步对本发明进行详细说明，但是本发明并不对这些例作任何 限定。

<实施例1>

此处，对实施例1进行说明。图12是用以说明耐扭动测试的平面图。图13是表示 实施例1及比较例1、2所分别对应的划割轮50的材质及尺寸、及耐扭动测试的条件的 图。

此耐扭动测试中，如图12所示，反复执行L字划割。而且，通过观察各划割轮50 的刀尖52a的突起部54的缺损状况，来判断实施例1、及比较例1、2所分别对应的划 割轮50的耐扭动强度特性。

如图13所示，关于构成实施例1的划割轮50的烧结金刚石，金刚石的平均粒径及 含量、铁族金属的含量、及超微粒子碳化物的含量均为优选范围内。

另一方面，构成比较例1的划割轮50的烧结金刚石在以下方面与构成实施例1的 划割轮50的烧结金刚石不同：

(1)金刚石的平均粒径大于优选范围的上限值，

(2)金刚石的含量小于优选范围的下限值，且

(3)碳化物的含量多于优选范围的上限值。

另外，构成比较例2的划割轮50的烧结金刚石在以下方面与构成实施例1的划割 轮50的烧结金刚石不同：

(1)金刚石的平均粒径小于优选范围的下限值。

此处，耐扭动测试中所执行的L字划割按照以下顺序执行。首先，在使保持单元10 的马达13停止的状态下，驱动部40的马达43驱动，由此头部30的划割轮50在Y轴 正方向移动。由此，在脆性材料基板4上形成长度D1的划线SL1。

其次，使驱动部40的马达43从驱动状态变为停止状态，使保持单元10的马达13 从停止状态变为驱动状态。由此，划割轮50的刀尖52a的突起部54与脆性材料基板4 抵接(侵入)，且因转向轮后倾效果而划割轮50的前进方向变化约90度。

接下来，通过使头部30的划割轮50进而在X轴正方向移动，而在脆性材料基板4 上形成长度D2的划线SL2。

然后，在将形成划线SL1、SL2的L字划割执行多次之后，求出刀尖52a的突起部 54的缺损状况(例如，突起部54的缺损个数)，由此求出实施例1、及比较例1、2所 分别对应的划割轮50的耐扭动强度特性。

图14是表示耐扭动测试前的实施例1的划割轮50的突起部54的照片。图15是表 示耐扭动测试后(将L字划割执行1000次之后)的实施例1的划割轮50的突起部54 的照片。如图14及图15所示，虽然耐扭动测试后的实施例1的突起部54存在稍微的 缺损，但是通过执行1000次之后的划割轮50也可以良好地执行L字划割。

图16及图18是表示耐扭动测试前的比较例1及2的划割轮50的突起部54的照片。 图17及图19是表示耐扭动测试后(将L字划割执行10次之后)的比较例1及2的划 割轮50的突起部54的照片。

比较例1及2的划割轮50如图17及图19所示，在执行10次的时间点突起部54 明显缺损，无法继续进行10次以上划割工序。

然后，认为比较例1及2的结果起因于以下情况。即，比较例1的金刚石的含量为 64.0重量％，小于优选范围(68.0～72.0(重量％))的下限值。由此，认为比较例1的 划割轮50的耐磨损性降低。因此，认为比较例1的划割轮50的寿命比实施例1的划割 轮50短。

另外，比较例2的金刚石的平均粒径为0.5μm，小于优选范围(0.6～1.5(μm))。 由此，与实施例1相比而比较例2中，金刚石晶界容易产生裂痕，刀尖52a的突起部54 容易缺损。即，与实施例1相比而比较例2的耐扭动强度特性差。因此，认为比较例2 的划割轮50的寿命比实施例1的划割轮50短。

如此，在使由实施例1的烧结金刚石而制作的划割轮50与脆性材料基板4抵接的 状态下，即便在使此划割轮50的前进方向变化的情况下，也可以有效地防止刀尖52a 的突起部54缺损。因此，可以实现划割轮50的进一步长寿命化。

<实施例2>

此处，对实施例2进行说明。图20是表示实施例2及比较例1、2所分别对应的划 割轮50的材质及尺寸、及耐扭动测试的条件的图。

如图20所示，关于构成实施例2的划割轮50的烧结金刚石，金刚石的平均粒径及 含量、铁族金属的含量、及超微粒子碳化物的含量均为优选范围内。另外，实施例2中， 执行与实施例1相同的耐扭动测试。

因此，由实施例2的烧结金刚石而制作的划割轮50也与实施例1的情况相同，可 以实现进一步长寿命化。

[工业上的可利用性]

本实施形态的划割轮在如下方面有益：不仅提高耐磨损性及耐冲击强度特性，还提 高耐扭动强度特性，且可以在干式脆性材料基板上产生较深的垂直裂痕。