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TWI818009B - 保持器單元與銷 - Google Patents

保持器單元與銷 Download PDF

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TWI818009B
TWI818009B TW108112447A TW108112447A TWI818009B TW I818009 B TWI818009 B TW I818009B TW 108112447 A TW108112447 A TW 108112447A TW 108112447 A TW108112447 A TW 108112447A TW I818009 B TWI818009 B TW I818009B
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曽山浩
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日商三星鑽石工業股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種保持器單元及銷,其可提高被刻劃加工之被加工物之品質。保持器單元包括:具有第1插入孔114之保持器、具有第2插入孔121之刻劃輪、以及插入第1插入孔114及第2插入孔121中且至少對於第2插入孔121以非壓入之狀態插入之銷130。銷130包含限制構造130A,其限制刻劃輪之掃描方向DD上之銷130相對於刻劃輪之移動。

Description

保持器單元與銷
本發明係關於一種用於刻劃加工之保持器單元與銷。
將刻劃裝置用於對脆性材料基板等被加工物形成刻劃線。刻劃裝置具備保持器單元。保持器單元具備將被加工物進行刻劃加工之刻劃輪。刻劃加工中,於刻劃輪按壓於被加工物之表面之狀態下,被加工物與刻劃輪相對移動,於被加工物上形成刻劃線。此外,作為習知之刻劃裝置之一例,可列舉專利文獻1。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-119348號公報
[發明所欲解決之問題]
於使用習知的刻劃裝置,將被加工物進行刻劃加工之情形時,被加工物之品質會產生不均。例如存在如下情形:於形成於被加工物上之刻劃線之每個部位,垂直裂紋之形成狀態不同。於較佳之裂紋之形成狀態下,遍及刻劃線之整體,垂直裂紋中之1次裂紋之深度以及2次裂紋之深度一定。於品質低之被加工物中,例如1次裂紋之深度於刻劃線之每個部位不同,與其他部分相比較,包含1次裂紋淺之部分或深之部分。裂紋之形成狀態例如對被加工物之斷裂之狀態產生影響。就提高斷裂後之被加工物之品質之方面而言,較佳亦為經刻劃加工之被加工物之品質較高。 [解決問題之技術手段]
本發明之保持器單元包括:保持器,其具有第1插入孔;刻劃輪,其具有第2插入孔;以及銷,其插入上述第1插入孔及上述第2插入孔中,且至少對於上述第2插入孔而以非壓入之狀態插入;並且上述銷包含限制構造,其限制上述刻劃輪之掃描方向上之上述銷相對於上述刻劃輪之移動。
為驗證經刻劃加工之被加工物之品質之不均之原因,本申請案發明者對刻劃加工時之銷之狀態進行觀察。於該觀察中使用習知之保持器單元300,其如圖14所示,具備:具有圓形之第1插入孔311之保持器310、具有圓形之第2插入孔321之刻劃輪320、以及圓柱型之銷330。銷330係相對於保持器310及刻劃輪320中之每一個,以非壓入之狀態插入第1插入孔311及第2插入孔321中。圖14所示之保持器310、刻劃輪320及銷330之關係係與第1插入孔311之中心軸心301正交之基準剖面中之通常之刻劃加工時之關係。
觀察結果為,於習知之保持器單元300中,確認了於通常之刻劃加工時,第1插入孔311及銷330至少具有以下3種關係。於第1種關係中,第1插入孔311之內周面312與銷330之外周面331之接觸點302係相對於第1插入孔311之中心軸心301,而位於刻劃輪320之掃描方向D1之後方、且高度方向D2之上方。高度方向D2係於基準剖面中與掃描方向D1正交。於第2種關係中,於相對於第1插入孔311之中心軸心301而位於掃描方向D1之前方的第1插入孔311之內周面312與銷330之外周面331之間,形成微小之間隙(以下稱為「前方間隙303」)。於第3種關係中,於高度方向D2上之第1插入孔311之內周面312之頂點313與銷330之外周面331之間,形成微小之間隙(以下稱為「上方間隙304」)。此外,此處,對基準剖面上之關係進行記述,故而將內周面312與外周面331之關係標記為接觸點,但實際之內周面312與外周面331之關係為實質性之線接觸、或者接觸面積微小之面接觸。
又,於第2插入孔321與銷330之間亦同樣存在3種關係。於第1種關係中,第2插入孔321之內周面與銷330之外周面331之接觸點305係相對於第2插入孔321之中心軸心322,而位於刻劃輪320之掃描方向D1之後方、且高度方向D2之下方。高度方向D2於基準剖面中與掃描方向D1正交。於第2種關係中,於相對於第2插入孔321之中心軸心322而位於掃描方向D1之前方的第2插入孔321之內周面與銷330之外周面331之間,形成微小之間隙306。於第3種關係中,於高度方向D2上之第2插入孔321之內周面之下端與銷330之外周面331之間,形成微小之間隙。
裂紋之形成狀態受到刻劃加工時之刻劃輪320之負載之影響。於刻劃輪320之負載不穩定之情形時,裂紋之形成狀態亦不穩定。第1插入孔311之內周面312與銷330之外周面331之關係係推定為對刻劃輪320之負載之狀態造成影響。其機制例如考慮如下。於刻劃加工時,存在刻劃輪320從被加工物受到之反作用力下降之情形。其係藉由例如於被加工物之表面所存在之被加工物之撓曲、或者由被加工物之加工條件所引起之被加工物之撓曲而產生。所謂與被加工物之撓曲有關之被加工物之加工條件,係指例如被加工物之厚度較薄,於積層狀態下進行加工之被加工物中部分性地形成單層之部分,以及於搬送被加工物之輸送機之表面所存在之撓曲等。
於刻劃輪320之反作用力下降之情形時,掃描方向D1上之對銷330之阻抗下降,於第2插入孔321內,銷330之位置容易向掃描方向D1之前方變動。又,因於第1插入孔311與銷330之間存在前方間隙303,故而隨著對銷330之阻抗之下降,銷330於第1插入孔311中,相對於保持器310而向行走方向D1之前方移動。因於第1插入孔311與銷330之間存在上方間隙304,故而銷330於第1插入孔311中,亦相對於保持器310而向上方移動。隨著銷330相對於保持器310而向上方移動,刻劃輪320向離開被加工物之表面之方向移動,刻劃輪320對被加工物施加之負載下降。於銷330相對於刻劃輪320及保持器310之位置再次穩定之狀態下,下降之負載增加。如此一來,隨著銷330相對於保持器310之移動,刻劃輪320之負載變動,藉此裂紋之形成狀態不穩定。
本發明之保持器單元中,限制刻劃輪之掃描方向上之銷相對於刻劃輪之移動的限制構造設置於銷上,因此於刻劃加工時,刻劃輪從被加工物受到之反作用力下降之情形時,掃描方向上之銷相對於保持器之移動由限制構造所限制。
因此,刻劃輪向離開被加工物之表面之方向的移動亦受到限制,刻劃輪之負載之下降受到抑制。藉此,於刻劃加工時,難以產生刻劃輪之負載之變動,裂紋之形成狀態穩定,進行刻劃加工之被加工物之品質提高。
上述保持器單元之一例中,與上述第2插入孔之中心軸心正交之基準剖面中之上述銷之剖面形狀係以上述第2插入孔之內周面與上述銷於第1接觸點及第2接觸點之2點接觸之方式決定,構成上述限制構造。
藉由刻劃輪相對於銷而以2點支持,則刻劃輪之旋轉穩定。又,藉由銷之剖面形狀而構成限制構造,因此限制構造簡單。
上述保持器單元之一例中,上述基準剖面中之上述銷之剖面形狀為多角形。 因此,可容易製造包含限制構造之銷。與銷之剖面形狀為圓形之情形相比較,良率提高。於使用剖面形狀為多角形之銷之保持器單元中,在與軸方向正交之剖面上,銷係以複數點來接觸刻劃輪。於刻劃加工時,銷並不圍繞銷之中心軸心而實質性旋轉,而是圍繞銷之中心軸心,銷與刻劃輪之接觸點之位置實質上不變化。藉此,刻劃加工時之刻劃輪之旋轉穩定,經刻劃加工之被加工物之品質升高。
上述保持器單元之一例中,上述基準剖面中之上述銷之剖面形狀為四角形。 因此,可將第1接觸點與第2接觸點之距離設定為較長。其距離越長,刻劃輪之位置之穩定性越提高。又,可容易製造包含限制構造之銷。
上述保持器單元之一例中,上述四角形包含:相對於上述銷之中心軸心而位於上述掃描方向之後方且上方之第1頂點、較上述第1頂點位於上述掃描方向之前方之第2頂點、以及與上述第1頂點及上述第2頂點不同的第3頂點及第4頂點,上述第1頂點藉由與上述第2插入孔之內周面之接觸而形成上述第1接觸點,上述第2頂點藉由與上述第2插入孔之內周面之接觸而形成上述第2接觸點,且上述第3頂點及上述第4頂點不接觸上述第2插入孔之內周面。
依據上述保持器單元,利用藉由第2插入孔之內周面與第2頂點之接觸而構成之第2接觸點,掃描方向上之銷相對於刻劃輪之移動受到限制。由於以第3頂點及第4頂點不與第2插入孔之內周面接觸之方式構成,故而可容易實施銷相對於刻劃輪之插入及拔出。
上述基準剖面中之上述銷之剖面形狀為包含倒角之多角形。 銷中之與刻劃輪之接觸部分隨著刻劃輪之旋轉而緩緩磨耗。上述保持器單元中,由於銷中形成有倒角,故而與刻劃輪之接觸部分之磨耗更緩慢地進行。其有助於例如刻劃輪之旋轉之穩定性。
上述保持器單元之一例中,上述第2接觸點相對於上述銷之中心軸心而位於上述掃描方向之前方。 因此,銷相對於保持器之移動更強烈地受到限制。
本發明之銷係保持於具有第1插入孔之保持器上,相對於具有第2插入孔之刻劃輪以非壓入之狀態插入上述第2插入孔中之銷,並且與上述銷之中心軸心正交之剖面中之剖面形狀為多角形。
使用上述銷之保持器單元中,與上述保持器單元同樣,於刻劃加工時難以產生刻劃輪之負載之變動,裂紋之形成狀態穩定,進行刻劃加工之被加工物之品質提高。 [發明之效果]
依據本發明,刻劃輪之旋轉中之姿勢穩定,被刻劃加工之被加工物之品質提高。
(第1實施形態) 刻劃裝置係藉由以將刻劃輪按壓於被加工物上之狀態,使刻劃輪與被加工物相對移動,而於被加工物之表面形成刻劃線。刻劃裝置中之該動作稱為刻劃輪之掃描。刻劃輪之掃描方法主要分類為3種方法。第1掃描方法中,於刻劃加工時保持刻劃輪之位置,相對於刻劃輪而搬送被加工物。藉由被加工物之搬送,刻劃輪於被加工物之表面上相對地與既定之掃描方向上掃描。第2掃描方法中,於刻劃加工時保持被加工物之位置,相對於被加工物,刻劃輪於既定之掃描方向上掃描。第3掃描方法中,第1掃描方法與第2掃描方法加以組合,相對於被加工物,刻劃輪於既定之掃描方向上掃描。
被加工物之一例為脆性材料基板。脆性材料基板之一例為玻璃基板及陶瓷基板。玻璃基板之一例為無鹼玻璃之基板。由脆性材料基板所形成之無鹼玻璃之基板例如用於平板顯示器中。平板顯示器之一例為電視接收機之顯示器及智慧型手機之顯示器。智慧型手機之顯示器所使用之無鹼玻璃之基板特別薄。智慧型手機之平板顯示器所使用之1片玻璃基板之厚度例如包含於0.15 mm~0.30 mm之範圍內。液晶電視之平板顯示器所使用之1片玻璃基板之厚度例如包含於0.4 mm~0.7 mm之範圍內。
於刻劃加工時,刻劃輪對被加工物施加之負載之適當範圍係與被加工物之厚度相關。負載之適當範圍係以經刻劃加工之被加工物之裂紋之形成狀態成為較佳狀態之方式來決定。通用之脆性材料基板中,厚度越薄,負載之適當範圍越狹窄。其係指,越為薄之脆性材料基板,越容易隨著刻劃輪之負載之變動而產生品質之下降。液晶電視之平板顯示器之製造中,例如以厚度0.5 mm之脆性材料基板積層2片之狀態來實施刻劃加工。該情形時之負載之適當範圍為10 N~15 N。智慧型手機之顯示器之製造中,例如以厚度0.15 mm之脆性材料基板積層2片之狀態來實施刻劃加工。該情形時之負載之適當範圍為5 N~6 N。
圖1中,示出以於被加工物W較薄之情形時亦獲得適當之品質之方式對被加工物W進行刻劃加工之刻劃裝置10之一例。刻劃裝置10係藉由對刻劃輪120(參照圖3)搬送被加工物W而於被加工物W上形成刻劃線。構成刻劃裝置10之主要元件為搬送裝置20及加工裝置30。搬送裝置20包括:軌道21、平台22、直進驅動機構23、旋轉驅動機構24、以及真空吸引裝置25。以下之說明中,將搬送被加工物W之方向稱為搬送方向DA,將於刻劃裝置10之俯視圖中與搬送方向DA正交之方向稱為寬度方向DB,將與搬送方向DA及寬度方向DB正交之方向稱為高度方向DC。搬送方向DA中包含第1搬送方向、以及與其相反之第2搬送方向。寬度方向DB中包含第1寬度方向、以及與其相反之第2寬度方向。高度方向DC中包含上方及下方。
圖示之例中,於刻劃裝置10之基座(圖示略)上配置一對軌道21。軌道21之形狀係規定搬送方向DA之直線。其中一個軌道21與另一個軌道21於寬度方向DB上隔開一定之間隔而配置。平台22區分為滑塊22A、支柱22B及頂板22C。滑塊22A係以可沿著軌道21移動之方式與各軌道21連結。支柱22B係以可於內部配置其他元件之方式構成的中空之部分,設置於滑塊22A上。頂板22C係用以配置被加工物W之部分,設置於支柱22B上。
直進驅動機構23使平台22相對於軌道21而移動。直進驅動機構23例如係由馬達23A及進給螺桿23B所構成。馬達23A配置於刻劃裝置10之基座(圖示略)。馬達23A之輸出軸係以進給螺桿23B圍繞馬達23A之旋轉中心軸而旋轉之方式與進給螺桿23B連結。進給螺桿23B配置於一對軌道21之間。進給螺桿23B之長邊方向係與軌道21之長邊方向平行。滑塊22A係以隨著進給螺桿23B之旋轉而於進給螺桿23B之長邊方向上移動之方式與進給螺桿23B連結。藉由馬達23A旋轉,進給螺桿23B旋轉,且根據進給螺桿23B之旋轉方向,平台22相對於軌道21而向第1搬送方向或第2搬送方向移動。
旋轉驅動機構24及真空吸引裝置25配置於支柱22B內。旋轉驅動機構24圍繞與高度方向DC平行之中心軸心,使頂板22C相對於支柱22B而旋轉。真空吸引裝置25使配置於頂板22C上之被加工物W吸附於頂板22C上。刻劃加工係以藉由真空吸引裝置25而吸附有被加工物W之狀態來實施。
加工裝置30由縱框31、橫框32、刻劃頭33、保持器接頭34、保持器單元100、橫驅動機構35及縱驅動機構36構成。縱框31、橫框32、刻劃頭33及保持器接頭34由例如適合於各種功能之金屬所構成。
圖示之例中,於刻劃裝置10之基座(圖示略)上配置一對縱框31。縱框31之長邊方向係與高度方向DC平行。一對縱框31係以夾持一對軌道21之方式配置於寬度方向DB上之各軌道21之外側。橫框32設置於一對縱框31之間。橫框32之長邊方向係與寬度方向DB平行。橫框32固定於各縱框31上。於橫框32上設置導件32A。導件32A係例如與橫框32之長邊方向平行之槽。
刻劃頭33係支持保持器接頭34之基座。刻劃頭33係以可沿著橫框32而於寬度方向DB上移動之方式與導件32A連結。保持器接頭34係與刻劃頭33之下部連結。保持器接頭34係以可將保持器單元100拆裝之方式構成。
橫驅動機構35係使刻劃頭33相對於橫框32而於寬度方向DB上移動。橫驅動機構35例如由馬達35A及進給螺桿35B構成。馬達35A設置於其中一個縱框31上。馬達35A之輸出軸係以進給螺桿35B圍繞馬達35A之旋轉中心軸而旋轉之方式與進給螺桿35B連結。進給螺桿35B配置於橫框32內。進給螺桿35B之長邊方向係與橫框32之長邊方向平行。刻劃頭33係以隨著進給螺桿35B之旋轉而於進給螺桿35B之長邊方向上移動之方式與進給螺桿35B連結。藉由馬達35A旋轉,進給螺桿35B旋轉,且根據進給螺桿35B之旋轉方向,刻劃頭33相對於橫框32而於第1寬度方向或第2寬度方向上移動。保持器接頭34及保持器單元100係與刻劃頭33一體地於寬度方向DB上移動。
縱驅動機構36設置於刻劃頭33上。縱驅動機構36包含第1驅動機構36A及第2驅動機構36B。第1驅動機構36A使刻劃頭33於高度方向DC上移動。第2驅動機構36B藉由使保持器接頭34相對於刻劃頭33而移動,從而對被加工物W賦予刻劃負載。第1驅動機構36A例如由馬達及進給螺桿構成。馬達之輸出軸係以進給螺桿圍繞馬達之旋轉中心軸而旋轉之方式與進給螺桿連結。進給螺桿之長邊方向係與高度方向DC平行。刻劃頭33係以隨著進給螺桿之旋轉而於進給螺桿之長邊方向上移動之方式與進給螺桿連結。藉由馬達旋轉,進給螺桿旋轉,且根據進給螺桿之旋轉方向,刻劃頭33相對於導件32A而於上方或下方移動。保持器單元100係與保持器接頭34一體地於高度方向DC上移動。第2驅動機構36B例如由氣缸或伺服馬達、及直線運動機構構成。第2驅動機構36B配置於刻劃頭33內。氣缸或伺服馬達使直線運動機構於高度方向DC上移動。保持器接頭34安裝於直線運動機構上。直線運動機構及保持器接頭34係一體地於高度方向DC上移動。
圖2表示從寬度方向DB來看之保持器單元100之側面構造。構成保持器單元100之主要元件為保持器110、刻劃輪120、銷130、連結軸34A及複數個滾動軸承34B。連結軸34A及複數個滾動軸承34B分別支持於刻劃頭33之保持器接頭34(參照圖1)上。連結軸34A之中心軸心C1係與高度方向DC平行。連結軸34A係相對於刻劃頭33及複數個滾動軸承34B而旋轉。一例中,複數個滾動軸承34B係於高度方向DC上積層。滾動軸承34B之一例為球軸承。保持器單元100係與連結軸34A連結。刻劃輪120之中心軸心CB(參照圖4)於搬送方向DA上,相對於連結軸34A之中心軸心C1而偏移。該關係可藉由例如中心軸心C1與基準線C2之關係來記述。基準線C2係於由搬送方向DA及高度方向DC所規定之平面中,與高度方向DC平行,且通過刻劃輪120之中心軸心CB。於保持器單元100與保持器接頭34連結之狀態下,基準線C2相對於中心軸心C1而於搬送方向DA上偏移。此外,亦可為連結軸34A及複數個滾動軸承34B設置於保持器接頭34側之構成。
圖3表示與寬度方向DB及高度方向DC平行之剖面中之保持器單元100之一部分構造。於保持器110上設置防脫落機構。防脫落機構之一例為外殼140。構成保持器110及外殼140之材料之一例為磁性體金屬。構成保持器110及外殼140之材料可各別地選擇。構成刻劃輪120及銷130之材料之一例為:燒結金剛石(PolyCrystalline Diamond)、超硬合金、單晶金剛石及多晶金剛石。構成刻劃輪120及銷130之材料可各別地選擇。
保持器110區分為基座111及一對臂112。基座111之形狀為圓柱或角柱。基座111可相對於保持器接頭34之連結軸34A(參照圖2)而拆裝。一對臂112係從基座111之下部向下方延伸。臂112之長邊方向係與高度方向DC平行。於寬度方向DB上,於其中一個臂112之內面112A與另一個臂112之內面112A之間,形成用以配置刻劃輪120之空間113。寬度方向DB上之其中一個臂112之內面112A與另一個臂112之內面112A之間隔較刻劃輪120之厚度稍寬。於各臂112中形成銷130所插入之第1插入孔114。第1插入孔114係於寬度方向DB上貫通臂112之圓形之孔。形成於臂112上之內周面115規定第1插入孔114。第1插入孔114具有:於臂112之內表面112A上開口之內開口部114A、以及於臂112之外表面112B上開口之外開口部114B。
刻劃輪120配置於一對臂112間之空間113中。於刻劃輪120中形成銷130所插入之第2插入孔121。第2插入孔121係於厚度方向上貫通刻劃輪120之圓形之孔。形成於刻劃輪120上之內周面122規定第2插入孔121。第2插入孔121具有於刻劃輪120之其中一個側面123及另一個側面123之各個上開口之開口部121A。
銷130係相對於保持器110及刻劃輪120之各個而以非壓入之狀態,插入各臂112之第1插入孔114及刻劃輪120之第2插入孔121中。銷130之粗度RC(參照圖4)小於第1插入孔114之直徑RA及第2插入孔121之直徑RB。銷130之長度較寬度方向DB上之其中一個第1插入孔114之外開口部114B與另一個第1插入孔114之外開口部114B之間隔稍短。
外殼140係與保持器110分別構成。外殼140係以可使第1插入孔114之外開口部114B開閉之方式,利用固定機構141(參照圖2)而固定於保持器110上。固定機構141之一例為螺桿。外殼140係以銷130之前端131不會從第1插入孔114中飛出之方式,將第1插入孔114之外開口部114B之一部分或全部關閉。圖示之例中,外殼140將第1插入孔114之外開口部114B之一部分關閉。銷130之長度可任意選擇。一例中,可存在銷130之長度設定為較寬度方向DB上之其中一個第1插入孔114之外開口部114B與另一個第1插入孔114之外開口部114B之間隔稍長之情形。於該情形時,銷130之兩端部分別接觸外殼140。各外殼140限制銷130相對於保持器110之移動、以及銷130從保持器110中之脫落。
刻劃裝置10中可將刻劃輪120進行更換。作為刻劃輪120之更換方法例如可列舉第1更換方法及第2更換方法。第1更換方法中,最初將外殼140從保持器110上拆除。其次將銷130從保持器110上拔出,刻劃輪120從保持器110之空間113中取出。其次,將新的刻劃輪120配置於保持器110之空間113中,於臂112之第1插入孔114及刻劃輪120之第2插入孔121中插入銷130。由於刻劃輪120之厚度薄於各臂112之間隔,故而可容易實施更換刻劃輪120之作業。於必須更換銷130之情形時,並非從保持器110中拔出之銷130,而是新的銷130插入第1插入孔114及第2插入孔121中。由於以可於非壓入之狀態下插入保持器110及刻劃輪120中之方式構成銷130,故而可容易實施銷130相對於保持器110之拔出及插入。
第2更換方法係於代替由外殼140所構成之防脫落機構,而利用與其不同之構成之防脫落機構,將銷130保持於保持器110上之情形時所做之選擇。例如,防脫落機構包含與保持器110結合之爪部。於爪部與保持器110結合之狀態下,防脫落機構固定於保持器110上,無法相對於保持器110而進行開閉動作。第2更換方法中,於刻劃輪120及銷130保持於保持器110上之狀態下,作為一體之保持器單元100而更換。具體而言,第2更換方法中,最初,保持器單元100從保持器接頭34上拆除。其次,新的保持器單元100安裝於保持器接頭34上。
於刻劃加工步驟之開始前之狀態下,以刻劃輪120不接觸被加工物W之方式,縱驅動機構36(參照圖1)將保持器單元100保持於高度方向DC之既定位置。以隨著刻劃加工步驟之開始,刻劃輪120與被加工物W之表面接觸之方式,縱驅動機構36使保持器單元100從高度方向DC之既定位置向下方移動。於刻劃輪120與被加工物W之表面接觸之狀態下,以藉由刻劃輪120而對被加工物W施加既定之負載之方式,縱驅動機構36決定保持器單元100之高度方向DC之位置。
隨著刻劃輪120之掃描而對刻劃輪120上產生反作用力。藉由該反作用力,使保持器110圍繞連結軸34A之中心軸心C1(參照圖3)而旋轉之扭力作用於保持器110及連結軸34A。保持器110及連結軸34A係以與刻劃輪120之中心軸心CB正交之刻劃輪120之旋轉中心面與掃描方向DD平行之方式,相對於刻劃頭33而旋轉。
圖4示出基準剖面中之刻劃加工時之保持器110之第1插入孔114、刻劃輪120之第2插入孔121及銷130之關係之一例。基準剖面係與第1插入孔114之中心軸心CA、第2插入孔121之中心軸心CB、以及銷130之中心軸心CC正交。圖中之實線之圓表示第1插入孔114,虛線之圓表示第2插入孔121,實線之四角表示銷130。此外,圖4~圖12中,為了對第1插入孔114、第2插入孔121、以及銷130之關係進行說明,而將各自之尺寸之差異誇張地表述。實際之保持器110中,第1插入孔114、第2插入孔121及銷130之尺寸之差異、以及於第1插入孔114及第2插入孔121與銷130之間所形成之間隙微小。
銷130包含限制構造130A,該限制構造130A限制刻劃輪120之掃描方向DD上之銷130相對於刻劃輪120及保持器110之移動。具體而言,限制構造130A於刻劃加工時之刻劃輪120之掃描時,限制銷130相對於刻劃輪120及保持器110而於掃描方向DD之前後移動。
一例中,與第2插入孔121之中心軸心CB正交之基準剖面中之銷130之剖面形狀係以第2插入孔121之內周面122與銷130於第1接觸點PA及第2接觸點PB之2點接觸之方式來決定。該剖面形狀構成限制構造130A。第1接觸點PA係於基準剖面中,相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之後方。第2接觸點PB係於基準剖面中較第1接觸點PA位於掃描方向DD之前方。圖示之例中,第2接觸點PB相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之前方。此外,此處對基準剖面上之關係進行記述,因此將第2插入孔121之內周面122與銷130之關係標記為接觸點,但實際之內周面122與銷130之關係為實質性之線接觸、或者接觸面積微小之面接觸。以下之說明中所示之稱為接觸點之記述亦同樣意指實質上之線接觸、或者接觸面積微小之面接觸。
構成限制構造130A之銷130之剖面形狀可任意選擇。一例中,基準剖面中之銷130之剖面形狀為多角形。具體而言,銷130之剖面形狀為四角形。更具體而言,銷130之剖面形狀為正四角形。其他多角形之具體例可列舉長方形、六角形及八角形。銷130之立體形狀係根據構成限制構造130A之剖面形狀而決定。於銷130之剖面形狀為任意之多角形之情形時,銷130之立體形狀係與該多角形對應之多角柱。於銷130之剖面形狀為四角形之情形時,銷130之立體形狀係與該四角形對應之四角柱。於銷130之剖面形狀為正四角形之情形時,銷130之立體形狀為正四角柱。剖面形狀為四角形之銷130中,與剖面形狀為圓形之銷相比較,可簡化製造步驟。於製作剖面形狀為圓形之圓柱狀銷之情形時,藉由線放電加工等而從基材上切出擬圓柱狀之銷,為使該銷成為圓柱狀,必須利用研磨裝置進行精密之研磨加工。對於耐磨耗性特別高之素材,不容易為了成為圓柱狀而進行研磨加工。與此相對,於製造剖面形狀為四角形之銷130之情形時,可僅藉由線放電加工或雷射加工而製造銷130,可省略利用研磨裝置之精密之研磨加工,因此可容易製造銷130。因此,銷130之素材中可使用之材料之選擇範圍變廣。例如,可將粒徑大之燒結金剛石(PolyCrystalline Diamond)、或者單晶金剛石等用於銷130之素材。於該情形時,銷130之耐磨耗性進一步提高。
銷130之正四角形包含4個頂點,即,第1頂點VA、第2頂點VB、第3頂點VC及第4頂點VD。第1頂點VA係相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之後方且下方之頂點。第1頂點VA藉由與第2插入孔121之內周面122之接觸而形成第1接觸點PA。第1頂點VA不接觸第1插入孔114之內周面115。第2頂點VB係較第1頂點VA位於掃描方向DD之前方之頂點。具體而言,第2頂點VB相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之前方且下方。第2頂點VB藉由與第2插入孔121之內周面122之接觸而形成第2接觸點PB。第2頂點VB不接觸第1插入孔114之內周面115。
第3頂點VC及第4頂點VD係與第1頂點VA及第2頂點VB不同之頂點。具體而言,第3頂點VC相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之後方且上方。第3頂點VC不接觸第2插入孔121之內周面122。第3頂點VC藉由與第1插入孔114之內周面115之接觸而形成第3接觸點PC。第4頂點VD相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之前方且上方。第4頂點VD不與第2插入孔121之內周面122接觸。第4頂點VD藉由與第1插入孔114之內周面115之接觸而形成第4接觸點PD。以下之說明中,存在將各接觸點PA、PB以及各頂點VA~VD總稱為接觸點等之情形。
關於接觸點等相對於第2插入孔121之中心軸心CB而位於前方、後方、上方、或者下方之狀態,具體而言可以如下方式記述。將於基準剖面中,與通過中心軸心CB之高度方向DC平行之虛擬線稱為第1基準線LA,且將於基準剖面中,與通過中心軸心CB之掃描方向DD平行之虛擬線稱為第2基準線LB。所謂接觸點等相對於中心軸心CB而位於後方之狀態,係指於基準剖面中,接觸點等較第1基準線LA位於掃描方向DD之後方之狀態。所謂接觸點等相對於中心軸心CB而位於前方之狀態,係指於基準剖面中,接觸點等較第1基準線LA位於掃描方向DD之前方之狀態。所謂接觸點等相對於中心軸心CB而位於上方之狀態,係指於基準剖面中,接觸點等較第2基準線LB位於高度方向DC之上方之狀態。所謂接觸點等相對於中心軸心CB而位於高度方向DC之下方之狀態,係指於基準剖面中,接觸點等較第2基準線LB位於高度方向DC之下方之狀態。又,關於接觸點等相對於第1插入孔114之中心軸心CA或者銷130之中心軸心CC而位於前方、後方、上方或下方之狀態,可分別使用通過中心軸心CA、CC之虛擬線,以與上述相同之方式記述。
基準剖面中之刻劃加工時之圍繞第1插入孔114之中心軸心CA、第2插入孔121之中心軸心CB、或者銷130之中心軸心CC的接觸點等之位置基本上係由非刻劃加工時之接觸點等之位置所決定。圖5表示非刻劃加工時之第1插入孔114、第2插入孔121及銷130之關係之一例。所謂非刻劃加工時,係指刻劃輪120不接觸被加工物W之表面,藉由銷130而承受刻劃輪120之重量之狀態。
第1頂點VA係相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之後方且下方。第2頂點VB係相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之前方且下方。第3頂點VC係相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之後方且上方。第4頂點VD係相對於銷130之中心軸心CC而位於掃描方向DD之前方且上方。第1頂點VA及第2頂點VB接觸第1插入孔114之內周面115。第3頂點VC及第4頂點VD接觸第2插入孔121之內周面122。隨著刻劃加工步驟之開始,刻劃輪120進行掃描,藉此,各頂點VA~VD與第1插入孔114及第2插入孔121之關係變化為圖4所示之關係。
依據限制構造130A,獲得如下所述之作用及效果。於在刻劃加工時,刻劃輪120從被加工物W承受之反作用力下降之情形時,掃描方向DD上之對銷130之阻抗減小。但,如圖4所示,銷130之第1頂點VA及第2頂點VB接觸第2插入孔121之內周面122,形成2個接觸點即第1接觸點PA及第2接觸點PB,因此掃描方向DD上之銷130相對於刻劃輪120之移動受內周面122所限制。由於刻劃輪120相對於銷130而以2點支持,故而刻劃輪120之旋轉穩定。同樣,銷130之第3頂點VC及第4頂點VD接觸第1插入孔114之內周面115,形成2個接觸點即第3接觸點PC及第4接觸點PD,因此掃描方向DD上之銷130相對於保持器110之移動受內周面115所限制。因此,銷130相對於刻劃輪120而向上方移動,且相對於保持器110而向下方移動之情況亦受到限制,刻劃輪120向離開被加工物W之表面之方向之移動亦受到限制,抑制刻劃輪120之負載之下降。藉此,於刻劃加工時,難以產生刻劃輪120之負載之變動,裂紋之形成狀態穩定,進行刻劃加工之被加工物W之品質提高。又,由於刻劃輪120之負載之變動幅度減小,故而於被加工物W較薄之情形時,刻劃輪120之負載亦難以脫離適當範圍,就該方面而言,被加工物W之品質亦提高。
於基準剖面中,多角形狀之銷130之複數個頂點與保持器110及刻劃輪120接觸,因此圍繞銷130之中心軸心CC之銷130之旋轉受到限制。於刻劃加工時,銷130並不圍繞銷130之中心軸心CC而實質上旋轉,圍繞銷130之中心軸心CC,銷130與刻劃輪120之接觸點之位置實質上不變化。藉此,刻劃加工時之刻劃輪120之旋轉穩定,經刻劃加工之被加工物W之品質提高。
如圖4所示,刻劃輪120於刻劃加工時,於旋轉方向DR上旋轉。存在於隨著刻劃加工時而產生異物之情形。所謂異物,例如為:從被加工物W上產生之碎屑、從被加工物W之表面剝離之比較大之剝離物、藉由刻劃輪120與銷130之磨耗而產生之磨耗粉、以及其他異物。於刻劃加工時,於銷130與刻劃輪120之間,形成以第1頂點VA為基準而劃分之第1區域Q1、以及以第2頂點VB為基準而劃分之第2區域Q2。第1區域Q1係相對於第1頂點VA而形成於旋轉方向DR之後方之銷130與刻劃輪120之間之間隙,且係形成於銷130中之第1頂點VA與第2頂點VB之間之邊、和與其對向的刻劃輪120之內周面122之間的間隙。第2區域Q2係相對於第2頂點VB而形成於旋轉方向DR之後方之銷130與刻劃輪120之間之間隙,且為形成於銷130中之第2頂點VB與第4頂點VD之間之邊、和與其對向的刻劃輪120之內周面122之間的間隙。
於刻劃輪120與銷130接觸之部分中之該等之間存在異物之情形時,刻劃輪120相對於銷130之位置變得不穩定,存在刻劃輪120之旋轉不穩定之顧慮。保持器單元100中,存在於刻劃加工時產生之異物進入第1區域Q1或第2區域Q2中之情形。由刻劃輪120及銷130來形成第1接觸點PA,第1接觸點PA之位置不變化,因此隨著刻劃輪120之旋轉,第1區域Q1之異物滯留於相對於第1接觸點PA而言之旋轉方向DR之後方。由刻劃輪120及銷130來形成第2接觸點PB,第2接觸點PB之位置不變化,因此隨著刻劃輪120之旋轉,第2區域Q2之異物滯留於相對於第2接觸點PB而言之旋轉方向DR之後方。因此,抑制於刻劃輪120與銷130接觸之部分中之該等之間捲入異物。於刻劃加工時,保持於刻劃輪120與銷130接觸之部分中之該等之間實質上不存在異物之狀態。因此,於在刻劃加工時產生異物之情形時,刻劃輪120之旋轉亦穩定,經刻劃加工之被加工物W之品質提高。
關於刻劃加工時之銷130,可根據與刻劃輪120之關係而將銷130區分為接觸區域及非接觸區域。接觸區域相當於銷130之軸方向上之銷130之中間部。具體而言,接觸區域係與刻劃輪120之內周面122接觸之銷130之中間部,具有與銷130之軸方向上之內周面122之寬度相同程度之範圍。非接觸區域於銷130之軸方向上相當於接觸區域之外側之部分。隨著刻劃輪120之旋轉,銷130之接觸區域、以及與銷130之接觸區域接觸之刻劃輪120之內周面122之磨耗進行。藉由銷130之磨耗,銷130之第1頂點VA及第2頂點VB之角削除,形成曲面。磨耗之銷130之接觸區域構成相對於銷130之非接觸區域而向銷130之中心軸心CC側凹陷之凹部。銷130之磨耗之進行程度越大,凹部之深度越深。於凹部與非接觸區域之間形成階差。於銷130上形成有凹部之狀態下,使刻劃輪120相對於銷130而於銷130之軸方向上移動之力發揮作用之情形時,藉由刻劃輪120之內周面122與上述階差之接觸而限制刻劃輪120相對於銷130之移動。刻劃加工時之刻劃輪120之位置穩定,經刻劃加工之被加工物W之品質提高。
保持器單元100中,由於銷130以非壓入之狀態插入第1插入孔114及第2插入孔121中,故而於刻劃裝置10停止之狀態下,使銷130圍繞銷130之中心軸心CC而旋轉,藉此可容易變更圍繞第1插入孔114之中心軸心CA的各頂點VA~VD之位置。其例如可於如下所述之狀況下利用。刻劃加工步驟中,由於刻劃輪120相對於銷130而旋轉,故而銷130之第1頂點VA及第2頂點VB磨耗。於較佳為與第2插入孔121之內周面122接觸之頂點之磨耗量少之情形時,藉由使銷130圍繞銷130之中心軸心CC而旋轉180度,可將圍繞第1插入孔114之中心軸心CA之第1頂點VA及第2頂點VB之位置與第3頂點VC及第4頂點VD之位置進行更換。於該情形時,與第1頂點VA及第2頂點VB相比磨耗量少、或者實質上未磨耗之第3頂點VC及第4頂點VD於刻劃加工時接觸第2插入孔121之內周面122。
銷130之粗度RC例如係由銷130之四角形中之對角線之長度所表示。於在銷130之四角形中固定長度不同之複數個對角線之情形時,銷130之粗度RC例如係由最大長度之對角線所規定。圖示之例中,銷130之粗度RC係與將第1頂點VA與第4頂點VD連結之對角線之長度、或者將第2頂點VB與第3頂點VC連結之對角線之長度相等。
保持器單元100之各部之尺寸例如係以如下方式決定。刻劃輪120之外徑係從1 mm~7 mm之範圍內選擇。一例中,刻劃輪120之外徑為2 mm。刻劃輪120之厚度係從0.4 mm~1.2 mm之範圍內選擇。一例中,刻劃輪120之厚度為0.64 mm。寬度方向DB上之臂112之間隔係從0.4 mm~1.3 mm之範圍內選擇。一例中,臂112之間隔為0.66 mm。第1插入孔114之直徑RA係從0.4 mm~1.5 mm之範圍內選擇。一例中,第1插入孔114之直徑RA為0.8 mm。第2插入孔121之直徑RB係從0.4 mm~1.6 mm之範圍內選擇。一例中,第2插入孔121之直徑RB為0.8 mm。銷130之粗度RC係從0.4 mm~1.5 mm之範圍內選擇。一例中,銷130之粗度RC為0.77 mm。
(第2實施形態) 基準剖面中之刻劃加工時之圍繞第1插入孔114之中心軸心CA、第2插入孔121之中心軸心CB、或者銷130之中心軸心CC的各頂點及接觸點之位置可任意變更。圖6表示各頂點及接觸點之位置確定為與第1實施形態不同之位置的第2實施形態之構成。
將第1頂點VA與第4頂點VD連結之對角線係與第1基準線LA平行,相對於第1基準線LA而位於掃描方向DD之前方。將第2頂點VB與第3頂點VC連結之對角線係與第2基準線LB平行,相對於第2基準線LB而位於下方。第1頂點VA藉由與第2插入孔121之內周面122之接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB藉由與第2插入孔121之內周面122之接觸而形成第2接觸點PB。第3頂點VC藉由與第1插入孔114之內周面115之接觸而形成第3接觸點PC。第4頂點VD藉由與第1插入孔114之內周面115之接觸而形成第4接觸點PD。
(第3實施形態) 基準剖面中之刻劃加工時之圍繞第1插入孔114之中心軸心CA、第2插入孔121之中心軸心CB、或者銷130之中心軸心CC的各頂點及接觸點之位置可任意變更。圖7表示各頂點及接觸點之位置確定為與第1實施形態不同之位置之第3實施形態之構成。
將第1頂點VA與第4頂點VD連結之對角線係與第2基準線LB平行,相對於第2基準線LB而位於下方。將第2頂點VB與第3頂點VC連結之對角線係與第1基準線LA平行,相對於第1基準線LA而位於掃描方向DD之後方。第1頂點VA係藉由與第2插入孔121之內周面122之接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB係藉由與第2插入孔121之內周面122之接觸而形成第2接觸點PB。第3頂點VC藉由與第1插入孔114之內周面115之接觸而形成第3接觸點PC。第4頂點VD係藉由與第1插入孔114之內周面115之接觸而形成第4接觸點PD。
(第4實施形態) 基準剖面中之刻劃加工時之圍繞第1插入孔114之中心軸心CA、第2插入孔121之中心軸心CB、或者銷130之中心軸心CC的各頂點及接觸點之位置可任意變更。圖8表示各頂點及接觸點之位置確定為與第1實施形態不同之位置之第4實施形態之構成。
將第1頂點VA與第4頂點VD連結之對角線係與第1基準線LA一致。將第2頂點VB與第3頂點VC連結之對角線係與第2基準線LB平行,相對於第2基準線LB而位於下方。第1頂點VA藉由與第2插入孔121之內周面122之接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB不接觸第1插入孔114之內周面115及第2插入孔121之內周面122。第3頂點VC不接觸第1插入孔114之內周面115及第2插入孔121之內周面122。第4頂點VD藉由與第1插入孔114之內周面115之接觸而形成第4接觸點PD。該例中,刻劃輪120與銷130之接觸點為1點,因此由與銷130之接觸所引起之拘束刻劃輪120之動作之力弱,對刻劃輪120之動作之制約小。
(第5實施形態) 銷130之剖面形狀可任意變更。第1例中,銷130之剖面形狀為正四角形以外之多角形。第2例中,銷130之剖面形狀係於各頂點之至少1點形成有倒角之形狀。倒角為例如C倒角或者R倒角。第3例中,銷130之剖面形狀係以各頂點之至少1個由既定之曲率半徑所規定之曲線來表示之形狀。以曲線所表示之頂點之形成方法例如可列舉如下方法:藉由機械研磨、雷射加工、或者放電加工等,對多角形之頂點進行R加工。較佳例中,選擇適合於銷130之材料之形成方法。
第5實施形態之保持器單元100係如圖9所示,具備剖面形狀與第1實施形態之銷130不同之銷200。正四角形包含4個頂點VA~VD。第1頂點VA係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第2接觸點PB。第3頂點VC係與保持器110之內周面115接觸而形成第3接觸點PC。第4頂點VD係與保持器110之內周面115接觸而形成第4接觸點PD。
於正四角形之各頂點VA~VD形成有倒角。銷200之構造係除形成倒角之方面以外,與第1實施形態之銷130相同。各頂點VA~VD包含由倒角所形成之面VX。一例中,倒角為C倒角或者R倒角。於各頂點VA~VD形成各接觸點PA~PD之部分根據面VX之面積而不同。於面VX之面積包含於第1既定範圍內之情形時,面VX整體接觸刻劃輪120之內周面122或者保持器110之內周面115。於各頂點VA~VD形成各接觸點PA~PD之部分為面VX整體。於面VX之面積包含於第2既定範圍內之情形時,面VX之一部分接觸刻劃輪120之內周面122或者保持器110之內周面115。於各頂點VA~VD形成各接觸點PA~PD之部分為面VX之一部分。第2既定範圍較第1既定範圍更廣。於面VX之面積包含於第3既定範圍內之情形時,與面VX連續之銷200之面與面VX之邊界部分接觸刻劃輪120之內周面122或者保持器110之內周面115。於各頂點VA~VD形成各接觸點PA~PD之部分為上述邊界部分。第3既定範圍較第2既定範圍更廣。
隨著刻劃輪120之旋轉,銷200之接觸區域磨耗。由於在銷130之各頂點形成有倒角,故而銷200之磨耗緩慢進行,銷200之形狀變化對刻劃輪120等造成之影響之變化亦緩慢。此有助於刻劃輪120之旋轉之穩定性。
(第6實施形態) 第6實施形態之保持器單元100係如圖10所示,包括剖面形狀與第1實施形態之銷130不同之銷210。銷210之剖面形狀為長方形。長方形之長邊211之長度較第1實施形態之銷130之正四角形之邊之長度更長。長方形之短邊212之長度較第1實施形態之銷130之正四角形之邊之長度更短。長方形包含4個頂點VA~VD。第1頂點VA係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第2接觸點PB。第3頂點VC係與保持器110之內周面115接觸而形成第3接觸點PC。第4頂點VD係與保持器110之內周面115接觸而形成第4接觸點PD。
於長方形之各頂點VA~VD形成有倒角。倒角例如為C倒角或者R倒角。銷210之構造係除剖面形狀為長方形之方面、以及形成有倒角之方面以外,與第1實施形態之銷130相同。各頂點VA~VD包含由倒角所形成之面VX。於各頂點VA~VD形成各接觸點PA~PD之部分係與第5實施形態同樣,根據面VX之面積而不同。於銷210之變形例中,銷210之剖面形狀係未形成倒角之長方形。
銷210係相對於保持器110及刻劃輪120而橫向配置。具體而言,長方形之長邊211係與第2基準線LB平行。長方形之短邊212係與第1基準線LA平行。於銷210橫向配置之保持器單元100中,與第1實施形態之保持器單元100相比較,刻劃加工時之刻劃輪120之旋轉阻抗增大。認為其原因在於,保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離較第1實施形態之保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離更長。
於刻劃輪120之旋轉阻抗大之情形時,藉由刻劃加工而形成於被加工物W上之垂直裂紋之深度變深。藉由調節保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離,可調節形成於被加工物W上之垂直裂紋之深度。刻劃輪120之旋轉阻抗對刻劃輪120之壽命亦造成影響。刻劃輪120之旋轉阻抗越大,刻劃輪120之壽命越短。藉由調節保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離,可調節刻劃輪120之壽命。
(第7實施形態) 第7實施形態之保持器單元100係如圖11所示,具備剖面形狀與第1實施形態之銷130不同之銷210。銷210之剖面形狀係與第6實施形態之銷210之剖面形狀相同。長方形包含4個頂點VA~VD。第1頂點VA係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第2接觸點PB。第3頂點VC係與保持器110之內周面115接觸而形成第3接觸點PC。第4頂點VD係與保持器110之內周面115接觸而形成第4接觸點PD。銷210之變形例中,銷210之剖面形狀係未形成倒角之長方形。
銷210係相對於保持器110及刻劃輪120而縱向配置。具體而言,長方形之長邊211係與第1基準線LA平行。長方形之短邊212係與第2基準線LB平行。於銷210縱向配置之保持器單元100中,與第1實施形態之保持器單元100相比較,刻劃加工時之刻劃輪120之旋轉阻抗減小。認為其原因在於,保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離較第1實施形態之保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離更短。
於刻劃輪120之旋轉阻抗小之情形時,藉由刻劃加工而形成於被加工物W上之垂直裂紋之深度變淺。藉由調節保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離,可調節形成於被加工物W上之垂直裂紋之深度。刻劃輪120之旋轉阻抗對刻劃輪120之壽命亦造成影響。刻劃輪120之旋轉阻抗越小,刻劃輪120之壽命越長。藉由調節保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離,可調節刻劃輪120之壽命。
(第8實施形態) 第8實施形態之保持器單元100係如圖12所示,具備剖面形狀與第1實施形態之銷130不同之銷220。銷220之剖面形狀為正三角形。正三角形之邊221之長度較第1實施形態之銷130之正四角形之邊之長度更長。正三角形包含3個頂點VA~VC。第1頂點VA係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第2接觸點PB。第3頂點VC係與保持器110之內周面115接觸而形成第3接觸點PC。
於正三角形之各頂點VA~VC形成有倒角。倒角例如為C倒角或者R倒角。銷220之構造係除剖面形狀為正三角形之方面、以及形成倒角之方面以外,與第1實施形態之銷130相同。各頂點VA~VC包含由倒角所形成之面VX。於各頂點VA~VC形成各接觸點PA~PC之部分係與第5實施形態同樣,根據面VX之面積而不同。銷220之變形例中,銷220之剖面形狀係未形成倒角之正三角形。
銷220係以相對於保持器110及刻劃輪120,第3頂點VC較第1頂點VA及第2頂點VB位於上方之方式來配置。具體而言,第1頂點VA與第2頂點VB之間之邊221係與第2基準線LB平行。第1頂點VA與第3頂點VC之間之邊221、以及第2頂點VB與第3頂點VC之間之邊221係與第1基準線LA及第2基準線LB交叉。如上所述配置銷220之保持器單元100中,與第1實施形態之保持器單元100相比較,刻劃加工時之刻劃輪120之旋轉阻抗增大。認為其原因在於,保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離較第1實施形態之保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離更長。與第6實施形態同樣,藉由調節保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離,可調節形成於被加工物W上之垂直裂紋之深度、以及刻劃輪120之壽命。
(第9實施形態) 第9實施形態之保持器單元100係如圖13所示,具備剖面形狀與第1實施形態之銷130不同之銷230。銷230之剖面形狀為等腰三角形。等腰三角形之底邊231之長度較第1實施形態之銷130之正四角形之邊之長度更長。等腰三角形之等邊232之長度較第1實施形態之銷130之正四角形之邊之長度更短、與正四角形之邊之長度相等、或者較正四角形之邊之長度更長。等腰三角形包含3個頂點VA~VC。第1頂點VA係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第1接觸點PA。第2頂點VB係與刻劃輪120之內周面122接觸而形成第2接觸點PB。第3頂點VC係與保持器110之內周面115接觸而形成第3接觸點PC。
於等腰三角形之各頂點VA~VC形成有倒角。倒角例如為C倒角或者R倒角。銷230之構造係除剖面形狀為等腰三角形之方面、以及形成倒角之方面以外,與第1實施形態之銷130相同。各頂點VA~VC包含由倒角所形成之面VX。於各頂點VA~VC形成各接觸點PA~PC之部分係與第5實施形態同樣,根據面VX之面積而不同。銷230之變形例中,銷230之剖面形狀係未形成倒角之等腰三角形。
銷230係以相對於保持器110及刻劃輪120,第3頂點VC較第1頂點VA及第2頂點VB位於上方之方式來配置。具體而言,第1頂點VA與第2頂點VB之間之底邊231係與第2基準線LB平行。第1頂點VA與第3頂點VC之間之等邊232、以及第2頂點VB與第3頂點VC之間之等邊232係與第1基準線LA及第2基準線LB交叉。如上所述配置銷220之保持器單元100中,與第1實施形態之保持器單元100相比較,刻劃加工時之刻劃輪120之旋轉阻抗增大。認為其原因在於,保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離較第1實施形態之保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離更長。與第6實施形態同樣,藉由調節保持器單元100中之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離,可調節形成於被加工物W上之垂直裂紋之深度、以及刻劃輪120之壽命。
(實施例) 實施對刻劃加工時之刻劃輪120之刻劃初期中之旋轉阻抗進行評價之試驗。對試驗之條件進行記述。使用如下之刻劃裝置,其具備:第6實施形態之保持器單元100(圖10)或者第7實施形態之保持器單元100(圖11)、支持被加工物W之平台、以及用以使平台相對於保持器單元100而移動之移動裝置。移動裝置為例如氣缸。將使用具備第6實施形態之保持器單元100(圖10)之刻劃裝置之試驗稱為第1試驗。將使用具備第7實施形態之保持器單元100(圖11)之刻劃裝置之試驗稱為第2試驗。銷210之長邊211之長度為0.7 mm。銷210之短邊212之長度為0.4 mm。刻劃輪120之外徑為2 mm。刻劃輪120之刻劃負載為5個級別。具體而言,刻劃負載係選擇4 N、6 N、8 N、10 N、12 N之5個級別。保持器單元100以外之條件係於第1試驗及第2試驗中共通。
對各試驗之順序進行記述。於刻劃裝置之平台上設置被加工物W。以施加試驗之條件中所設定之刻劃負載之方式,將刻劃輪120按壓於被加工物W上。保持刻劃輪120相對於被加工物W之位置,藉由移動裝置而使平台向在與刻劃輪120之掃描方向DD相反之方向移動。利用負載測定裝置來測定此時移動裝置對平台賦予之負載(以下稱為「移動負載」)。
對第1試驗之結果進行記述。刻劃負載為4 N之情形時之移動負載為0.26 N。刻劃負載為6 N之情形時之移動負載為0.42 N。刻劃負載為8 N之情形時之移動負載為0.56 N。刻劃負載為10 N之情形時之移動負載為0.68 N。刻劃負載為12 N之情形時之移動負載為0.84 N。對第2試驗之結果進行記述。刻劃負載為4 N之情形時之移動負載為0.16 N。刻劃負載為6 N之情形時之移動負載為0.22 N。刻劃負載為8 N之情形時之移動負載為0.32 N。刻劃負載為10 N之情形時之移動負載為0.38 N。刻劃負載為12 N之情形時之移動負載為0.46 N。第1試驗之移動負載高於第2試驗之移動負載,約為1.8倍。移動負載受到刻劃輪120之旋轉阻抗之影響。刻劃輪120之旋轉阻抗越大,移動負載越增大。根據第1試驗及第2試驗之結果而確認,於銷210橫向配置之形態(圖10)下,較銷210縱向配置之形態(圖11)而言,刻劃輪120之旋轉阻抗大。
上述試驗中,剖面形狀為長方形之銷210之配置形態對刻劃輪120之旋轉阻抗造成之影響明顯。除此以外之與銷130相關聯之既定因素亦同樣對刻劃輪120之旋轉阻抗造成影響。作為既定因素,例如可列舉:銷130之形狀、圍繞銷130之中心軸心CC之各頂點及接觸點之位置、以及刻劃輪120與銷130之間所形成之第1接觸點PA與第2接觸點PB之距離。藉由對刻劃輪120之旋轉阻抗造成影響之既定因素之調節,而調節刻劃加工時之刻劃輪120之旋轉阻抗,可提高被加工物W之品質。
已知具備剛性低、且較薄之玻璃之行動設備。該玻璃稱為薄板玻璃或者超薄板玻璃。行動設備例如為電子設備及行動通訊終端。於成為薄板玻璃或超薄板玻璃之素材的玻璃基板之斷裂加工中,刻劃線之垂直裂紋之深度對經斷裂加工之玻璃基板之品質帶來影響。垂直裂紋之深度越深,經斷裂加工之玻璃基板之品質提高。於玻璃基板之刻劃加工時,藉由於玻璃基板上形成深的垂直裂紋,可提高斷裂加工中之玻璃基板之品質。刻劃加工中,刻劃輪120之旋轉阻抗越大,越容易於被加工物W上形成深的垂直裂紋。因此,可利用對上述刻劃輪120之旋轉阻抗造成影響之既定因素之調節。
此外,上述各實施形態中,例示出本發明之保持器單元與銷可取得之形態。上述各實施形態之說明並非旨在限制本發明之保持器單元與銷可取得之形態。本發明之保持器單元與銷可取得與各實施形態所例示之形態不同之形態。其一例係將各實施形態之構成之一部分置換、變更或省略之形態,或者於各實施形態中附加新構成之形態。
10‧‧‧刻劃裝置 100‧‧‧保持器單元 110‧‧‧保持器 114‧‧‧第1插入孔 115‧‧‧內周面 120‧‧‧刻劃輪 121‧‧‧第2插入孔 122‧‧‧內周面 130‧‧‧銷 130A‧‧‧限制構造 CA、CB、CC‧‧‧中心軸心 DD‧‧‧掃描方向 VA‧‧‧第1頂點 VB‧‧‧第2頂點 VC‧‧‧第3頂點 VD‧‧‧第4頂點 PA‧‧‧第1接觸點 PB‧‧‧第2接觸點 PC‧‧‧第3接觸點 PD‧‧‧第4接觸點 DR‧‧‧旋轉方向 LA‧‧‧第1基準線 LB‧‧‧第2基準線 Q1‧‧‧第1區域 Q2‧‧‧第2區域 RC‧‧‧粗度
圖1係第1實施形態之刻劃裝置之立體圖。 圖2係圖1之保持器接頭及保持器單元之側視圖。 圖3係圖2之保持器單元之剖面圖。 圖4係表示刻劃加工時之銷等之位置關係的模型圖。 圖5係表示非刻劃加工時之銷等之位置關係的模型圖。 圖6係表示第2實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖7係表示第3實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖8係表示第4實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖9係表示第5實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖10係表示第6實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖11係表示第7實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖12係表示第8實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖13係表示第9實施形態中之銷等之位置關係的模型圖。 圖14係表示習知之保持器單元之銷等之位置關係的模型圖。
114‧‧‧第1插入孔
115‧‧‧內周面
121‧‧‧第2插入孔
122‧‧‧內周面
130‧‧‧銷
130A‧‧‧限制構造
CA、CB、CC‧‧‧中心軸心
DR‧‧‧旋轉方向
LA‧‧‧第1基準線
LB‧‧‧第2基準線
VA‧‧‧第1頂點
VB‧‧‧第2頂點
VC‧‧‧第3頂點
VD‧‧‧第4頂點
PA‧‧‧第1接觸點
PB‧‧‧第2接觸點
PC‧‧‧第3接觸點
PD‧‧‧第4接觸點
Q1‧‧‧第1區域
Q2‧‧‧第2區域
RC‧‧‧粗度

Claims (8)

  1. 一種保持器單元,其包括: 保持器,其具有第1插入孔; 刻劃輪,其具有第2插入孔;以及 銷,其插入上述第1插入孔及上述第2插入孔中,且至少對於上述第2插入孔以非壓入之狀態插入; 上述銷包含限制構造,其限制上述刻劃輪之掃描方向上之上述銷相對於上述刻劃輪之移動。
  2. 如請求項1所述之保持器單元,其中 與上述第2插入孔之中心軸心正交之基準剖面中之上述銷之剖面形狀係以上述第2插入孔之內周面與上述銷於第1接觸點及第2接觸點之2點接觸之方式決定,構成上述限制構造。
  3. 如請求項2所述之保持器單元,其中 上述基準剖面中之上述銷之剖面形狀為多角形。
  4. 如請求項3所述之保持器單元,其中 上述基準剖面中之上述銷之剖面形狀為四角形。
  5. 如請求項4所述之保持器單元,其中 上述四角形包含:相對於上述銷之中心軸心而位於上述掃描方向之後方且上方之第1頂點、較上述第1頂點位於上述掃描方向之前方之第2頂點、以及與上述第1頂點及上述第2頂點不同之第3頂點及第4頂點, 上述第1頂點藉由與上述第2插入孔之內周面之接觸而形成上述第1接觸點, 上述第2頂點藉由與上述第2插入孔之內周面之接觸而形成上述第2接觸點, 上述第3頂點及上述第4頂點不接觸上述第2插入孔之內周面。
  6. 如請求項2所述之保持器單元,其中 上述基準剖面中之上述銷之剖面形狀為包含倒角之多角形。
  7. 如請求項2至6中任一項所述之保持器單元,其中 上述第2接觸點係相對於上述銷之中心軸心而位於上述掃描方向之前方。
  8. 一種銷,其係保持於具有第1插入孔之保持器上,且對於具有第2插入孔之刻劃輪以非壓入之狀態插入上述第2插入孔中者,並且 與上述銷之中心軸心正交之剖面之剖面形狀為多角形。
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