專(zhuān)利名稱(chēng)：用于形成刻線(xiàn)的切割盤(pán)的制作方法
用于形成刻線(xiàn)的切割盤(pán)
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種劃線(xiàn)輪或者切割盤(pán)，所述劃線(xiàn)輪或者切割盤(pán)能夠用于在例如玻璃
主體、半導(dǎo)體、寶石、晶體材料主體或者陶瓷主體等主體或者物體的表面上刻劃出刻線(xiàn)。 切割盤(pán)或者劃線(xiàn)盤(pán)通常由可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于手柄或者另一支承構(gòu)件的一端的主軸 或者軸支承。使盤(pán)的邊緣與待劃線(xiàn)的表面接觸并且相對(duì)于所述表面移動(dòng)，使得切割盤(pán)在所 述表面上滾動(dòng)，從而在所述表面上留下劃線(xiàn)，其中物體或者主體能夠沿著所述劃線(xiàn)齊整地 斷裂。 通過(guò)經(jīng)由手柄或者支承裝置施加合適的力，促使劃線(xiàn)盤(pán)的切割邊緣或者邊刃在表 面上產(chǎn)生裂縫或者凹槽。 這種切割盤(pán)能夠用于例如平板玻璃、窗玻璃、瓶子或罐子等玻璃制品。這類(lèi)切割盤(pán) 的一種特別應(yīng)用是在用于電視機(jī)屏幕、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器和大的小的其它顯示器中的平玻璃板 上可劃出刻線(xiàn)。而且，它們能夠用來(lái)在半導(dǎo)體材料或者陶瓷的晶片、寶石或者半寶石以及例 如藍(lán)寶石和其它硬質(zhì)氧化物等其它的晶體材料上進(jìn)行劃線(xiàn)。 較早的用于對(duì)玻璃進(jìn)行劃線(xiàn)的切割盤(pán)具有連續(xù)邊刃，使得在玻璃表面中具有連 續(xù)、非常齊整的裂縫，所述裂縫在玻璃中的劃線(xiàn)的下面具有相當(dāng)淺的深度。對(duì)于薄玻璃板， 這類(lèi)盤(pán)仍然是最為廣泛使用的劃線(xiàn)工具。對(duì)于較厚的板，所形成的裂縫可能不夠深，因而斷 裂力可能過(guò)大，表面會(huì)呈現(xiàn)出過(guò)度碎裂，或者玻璃可能未精確地沿著劃線(xiàn)斷裂。在所有的這 些情況中，這將會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的生產(chǎn)量損失并且需要進(jìn)行大的調(diào)整以避免生產(chǎn)過(guò)程的中斷。
EP1 092 686描述了一種玻璃切割盤(pán)或者切割輪，所述玻璃切割盤(pán)或者切割輪在 其周邊處成斜面，從而限定其中形成有齒或者突起的圓周脊，其中所述齒之間具有凹口或 者凹腔。當(dāng)在玻璃表面上拉動(dòng)劃線(xiàn)輪時(shí)，所述齒與玻璃表面順序地接觸，從而在玻璃表面上 接觸點(diǎn)處形成增強(qiáng)的壓力并且在斷裂之前形成較深的所謂中裂縫。 齒或者突起之間的凹口或者凹腔并限定銳利相交表面，因此它們對(duì)玻璃的劃線(xiàn)沒(méi) 有幫助。事實(shí)上，這些凹口和凹腔的底部在劃線(xiàn)過(guò)程中通常不與玻璃接觸。就這一點(diǎn)而言， 應(yīng)當(dāng)注意到切割盤(pán)通常僅透入玻璃幾微米而凹腔通常為10微米深。 由于在任何情況下若干齒及時(shí)穿進(jìn)玻璃的事實(shí)，在玻璃中自一個(gè)齒至下一個(gè)齒形 成擴(kuò)展的裂縫，從而沿著由切割盤(pán)在玻璃表面上的滾動(dòng)路徑限定的線(xiàn)條形成連續(xù)裂縫。由 劃線(xiàn)動(dòng)作和通過(guò)切割盤(pán)施加的壓力而形成的擴(kuò)展裂縫能夠深入玻璃中幾百微米。但是，裂 縫呈現(xiàn)典型的純線(xiàn)條裂縫的圖案(凹腔的底部已移動(dòng)至玻璃表面上方的位置處)以及呈現(xiàn) 除去裂縫之外玻璃已被齒推開(kāi)的區(qū)域。在這些區(qū)域周?chē)?，玻璃還呈現(xiàn)自推開(kāi)區(qū)域的邊緣擴(kuò) 展的側(cè)向裂縫的不期望現(xiàn)象。因此，在斷裂之后，所形成的玻璃板的邊緣可能需要研磨以移 除裂縫區(qū)域。而且，在這些區(qū)域周?chē)嬖谝恍┎黄谕乃榱?，并且已在齒之間擴(kuò)展的最初裂 縫并不總是平直的，或者有時(shí)不是僅僅單線(xiàn)裂縫而是包括多線(xiàn)裂縫，并且一旦裂縫擴(kuò)展至 玻璃的深度則可能導(dǎo)致裂縫的偏移。 本發(fā)明的目的是提供一種可替代的切割盤(pán)或者劃線(xiàn)盤(pán)，其至少解決上述問(wèn)題中的 一部分。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于在主體或物體的表面上形成刻線(xiàn)的切割盤(pán)，所述切割
盤(pán)包括大致呈盤(pán)形的本體，所述本體具有周邊部分，所述周邊部分包括徑向向外地會(huì)聚的 第一周向延伸的漸縮表面和第二周向延伸的漸縮表面，所述周邊部分限定劃線(xiàn)邊緣，所述 劃線(xiàn)邊緣具有周向延伸的相鄰的凸起切割元件和凹入切割元件，其中，多個(gè)向外延伸的凹 槽形成于所述第一漸縮表面和所述第二漸縮表面中，相應(yīng)的漸縮表面中的相對(duì)的凹槽的外 端對(duì)齊以在其間限定所述凹入切割元件。 因此，由所述切割盤(pán)限定的所述劃線(xiàn)邊緣是具有交替的凸起切割元件和凹入切割
元件的連續(xù)的銳利的邊緣，所述凸起切割元件和所述凹入切割元件沿周向彼此對(duì)齊。 例如，所述主體或物體可以是玻璃主體、半導(dǎo)體、寶石、晶體材料主體或陶瓷主體。
所述向外延伸的凹槽可以沿徑向?qū)R或者可以相對(duì)于所述切割盤(pán)的半徑偏斜。
所述凹槽可以具有相等的寬度和深度，或者可以具有變化的寬度和/或深度。
相鄰的凹槽之間的間隔可以是規(guī)則的或者是不規(guī)則的。 優(yōu)選地，所述凹槽的深度沿徑向向外朝向所述切割盤(pán)的周邊的方向增大，使得所 述凹槽在鄰近凹入的切割邊緣處具有最大深度。 所述凹槽的寬度可以沿著其長(zhǎng)度方向恒定不變，或者可以發(fā)生變化。 在后一實(shí)施方式中，優(yōu)選地，選擇性地移除所述盤(pán)的周邊處的相反的漸縮表面的
材料，從而限定具有彎曲輪廓的凸起的切割邊緣，使得所述切割盤(pán)的整個(gè)劃線(xiàn)邊緣具有蜿
蜒輪廓。 所述蜿蜒輪廓可以對(duì)應(yīng)于正弦波或另一周期性形狀。 所述切割盤(pán)可以包括多種硬質(zhì)材料中的一種，包括燒結(jié)或者膠合的金剛石顆粒。 例如，在前一種情況中，鈷能夠用作粘合劑，而在后一種情況中，SiC(碳化硅)可以用作粘 合劑。 在所述切割盤(pán)包括金剛石顆粒時(shí)，所述顆粒優(yōu)選地具有小于3微米的尺寸，更加 優(yōu)選地小于1. 5微米，進(jìn)一步更加優(yōu)選地小于1微米并且最優(yōu)選地小于0. 8微米。
所述切割盤(pán)可以包括其它的硬質(zhì)材料，包括(但不限于)單晶金剛石或者多晶金 剛石。 進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于制造切割盤(pán)的設(shè)備，所述切割盤(pán)用于在主 體或物體的表面上形成刻線(xiàn)，所述設(shè)備包括 支承構(gòu)件，其用于支承盤(pán)形坯件，所述坯件具有周邊部分，所述周邊部分包括徑向 向外地會(huì)聚的第一周向延伸的漸縮表面和第二周向延伸的漸縮表面；
激光源，其設(shè)置為投影聚焦光束；
掩模，其成形為限定預(yù)定的切割圖案； 聚焦元件，其設(shè)置為使聚焦光束經(jīng)由所述掩模而聚焦到所述坯件上；以及 平移裝置，其能夠操作而使所述坯件和所述聚焦光束相對(duì)于彼此移動(dòng)，以促使所
述光束在所述第一漸縮表面和所述第二漸縮表面中形成多個(gè)向外延伸的凹槽，相應(yīng)的漸縮
表面中的相對(duì)的凹槽的外端對(duì)齊以在其間限定凹入切割元件，其中所述凹入切割元件之間
具有凸起切割元件，使得所述切割盤(pán)的周邊部分限定具有周向延伸的相鄰的凸起切割元件和凹入切割元件的劃線(xiàn)邊緣。 再進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制造切割盤(pán)的方法，所述切割盤(pán)用于在主體 或物體的表面上形成刻線(xiàn)，所述方法包括 支承盤(pán)形坯件，所述坯件具有周邊部分，所述周邊部分包括徑向向外地會(huì)聚的第
一周向延伸的漸縮表面和第二周向延伸的漸縮表面； 自激光源產(chǎn)生聚焦光束； 根據(jù)預(yù)定的切割圖案遮掩所述光束； 將所述光束聚焦到所述坯件上；并且 使所述坯件和所述光束相對(duì)于彼此移動(dòng)，以促使所述光束在所述第一漸縮表面和 所述第二漸縮表面中形成多個(gè)向外延伸的凹槽，相應(yīng)的漸縮表面中的相對(duì)的凹槽的外端對(duì) 齊以在其間限定凹入切割元件，其中所述凹入切割元件之間具有凸起切割元件，使得所述 切割盤(pán)的周邊部分限定具有周向延伸的相鄰的凸起切割元件和凹入切割元件的劃線(xiàn)邊緣。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的切割盤(pán)的第一實(shí)施方式的示意圖； 圖2和圖3分別是圖1的切割盤(pán)的局部側(cè)視圖和立體圖； 圖4和圖5分別是切割盤(pán)的第二實(shí)施方式的局部側(cè)視圖和立體圖； 圖6和圖7分別是切割盤(pán)的第三實(shí)施方式的局部側(cè)視圖和立體圖； 圖8和圖9分別是切割盤(pán)的第四實(shí)施方式的局部側(cè)視圖和立體圖； 圖10、圖11和圖12分別是切割盤(pán)的第五實(shí)施方式的局部側(cè)視圖、立體圖和端視
圖；并且 圖13是用于制造切割盤(pán)的設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l至圖3、圖4和圖5、圖6和圖7、圖8和圖9以及圖10、圖11和圖12示出了 根據(jù)本發(fā)明的切割盤(pán)(也稱(chēng)為劃線(xiàn)輪)的五種不同的實(shí)施方式。原型切割盤(pán)由使用鈷粘合 劑來(lái)燒結(jié)的燒結(jié)金剛石顆粒制造。這種材料有時(shí)稱(chēng)為鈷膠合金剛石。在某些實(shí)施方式中使 用的另一種優(yōu)選材料是使用了SiC(碳化硅)粘合劑的膠合金剛石。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解，切割盤(pán)能夠由其它的已知材料制造，包括單晶金剛石(天然的或者人造的)，例 如CVD(化學(xué)氣相沉積)生成多晶金剛石等的多晶金剛石，立方氮化硼、碳化鎢、藍(lán)寶石或者 其它的硬質(zhì)晶體以及膠合和燒結(jié)材料。 首先參照?qǐng)D1、圖2和圖3，切割盤(pán)的第一實(shí)施方式包括具有中心孔12的盤(pán)形金 剛石本體IO，所述中心孔12能夠收容支承軸或者主軸。切割盤(pán)具有相反的平面端面14和 16。在盤(pán)的周邊部分形成有第一錐狀漸縮或者傾斜表面18和第二錐狀漸縮或者傾斜表面 20，所述表面18和20朝向劃線(xiàn)邊緣22徑向向外地會(huì)聚。在下文中更加詳細(xì)地描述劃線(xiàn)邊 緣22形成的方式。 切割盤(pán)的直徑通常處于1至20毫米的范圍內(nèi)，厚度處于0. 4至5毫米的范圍內(nèi)，
而第一漸縮表面18與第二漸縮表面20之間的會(huì)聚角處于80至160度的范圍內(nèi)。 圖2和圖3分別是圖1的切割盤(pán)的周邊部分的局部剖面圖和立體圖，更加清晰地示出了劃線(xiàn)邊緣22。 在漸縮表面18和20的最外部分形成有多個(gè)凹槽24，所述凹槽24徑向向外地延 伸至劃線(xiàn)邊緣22。漸縮表面18和20上的相應(yīng)凹槽24是對(duì)齊的并且在它們的相交線(xiàn)處限 定凹入切割元件26，所述切割元件26具有凹曲率。在其它的實(shí)施方式中，限定于相交線(xiàn)的 凹入切割元件可以是凸出地(或者更加復(fù)雜地)彎曲，或者它們可以是直的。在凹槽24之 間是棱28，所述棱28同樣徑向向外地延伸并且相交而限定凸起切割元件30，所述切割元件 30具有對(duì)應(yīng)于盤(pán)形本體10的圓周曲率的略微凸出的曲率。同樣，凸起切割元件30的形狀 在其它實(shí)施方式中可以不同。凹槽和棱如圖所示地交替，使得劃線(xiàn)邊緣22包括一系列交替 的凸起和凹入的切割元件，從而限定了連續(xù)的周向延伸的劃線(xiàn)邊緣。 圖4和圖5示出了圖1至3的實(shí)施方式的變型，其中，相鄰的凹槽24之間的間隔 是不平均或者不規(guī)律的。如圖4所最佳看見(jiàn)的，凹槽24. 1與24. 2之間的沿切割盤(pán)的圓周 方向的間隔大于凹槽24.2與24.3之間的間隔。其結(jié)果是，凸起切割元件30. 1的長(zhǎng)度相應(yīng) 地大于凸起切割元件30. 2的長(zhǎng)度。 如圖4和圖5的實(shí)施方式所示，凹槽之間的間隔可以是交錯(cuò)的，其中，交替的間隔 較大或者較小，或者可以采用例如具有周期性、類(lèi)周期性或者偽隨機(jī)特性的更加復(fù)雜的圖案。 在其凹槽間隔具有短周期的切割盤(pán)的情況(例如凹槽之間具有交替的較小或者
較大的距離的情況)下，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)以及根據(jù)本發(fā)明的具有相等的凹槽間隔
的切割盤(pán)，這種切割盤(pán)用于不同的劃線(xiàn)作業(yè)的應(yīng)用性提高。對(duì)于具有相等的凹槽間隔的切
割盤(pán)，通常將具有不同劃線(xiàn)設(shè)定的不同的切割盤(pán)用于待劃線(xiàn)的不同類(lèi)型和厚度的物體或者
主體。例如，用來(lái)通過(guò)關(guān)于劃線(xiàn)壓力、劃線(xiàn)速度和劃線(xiàn)器的使用壽命、過(guò)程質(zhì)量的要求以及
通常生產(chǎn)量的特定設(shè)定來(lái)在具有0. 5毫米的厚度的玻璃板進(jìn)行劃線(xiàn)的切割盤(pán)不能通過(guò)相
同的設(shè)定、使用壽命和過(guò)程質(zhì)量和生產(chǎn)量而用于具有0. 4毫米的厚度的由相同的玻璃制成
的板。由于取決于凹槽之間的距離的壓痕的不同深度和形狀，上述的具有非等距凹槽的實(shí)
施方式使得在一個(gè)切割盤(pán)中能夠同時(shí)對(duì)更多玻璃類(lèi)型或者厚度實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。 在其凹槽間隔具有長(zhǎng)周期的切割盤(pán)的情況下(例如在其切割脊的一半上具有恒
定距離而在第二半上具有不同但是仍然恒定的距離的切割盤(pán)，或者具有其周期與切割盤(pán)的
圓周相等的類(lèi)似于正弦變化的凹槽距離的切割盤(pán))，所形成的中裂縫具有周期與切割盤(pán)的
圓周(在所給出的示例中，2毫米直徑的切割盤(pán)的圓周大約為6.3毫米)相等的不同深度。
例如，當(dāng)對(duì)玻璃板進(jìn)行劃線(xiàn)時(shí)，并且對(duì)于劃線(xiàn)壓力和劃線(xiàn)速度的特定設(shè)定，這允許獲得中裂
縫，所述中裂縫的深度使得在中裂縫相對(duì)較深的區(qū)域中，所形成的擴(kuò)展的裂縫已完全或者
幾乎完全地?cái)U(kuò)展穿過(guò)玻璃的厚度，而在中裂縫相對(duì)較淺的其它區(qū)域中，擴(kuò)展的裂縫仍然沒(méi)
有擴(kuò)展穿過(guò)或者接近于相反的表面。 因此，第一實(shí)施方式的點(diǎn)在于通過(guò)具有不相等地間隔開(kāi)的凹槽的切割盤(pán)，不需要 非常精確地控制擴(kuò)展深度，而這對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)以及根據(jù)本發(fā)明的具有相等地間隔 開(kāi)的凹槽的切割盤(pán)而言是必需的。而是，對(duì)于具有非等距凹槽的切割盤(pán)，正常的過(guò)程變化僅 在較大或者較小的區(qū)域中起作用，其中，裂縫已擴(kuò)展至相反表面或者擴(kuò)展至相反表面的附 近，但是，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)以及根據(jù)本發(fā)明的具有相等地間隔開(kāi)的凹槽的切割盤(pán)，在 劃線(xiàn)設(shè)定的較大窗口中，劃線(xiàn)之后的精確斷裂是可能的。
7
根據(jù)本發(fā)明的切割盤(pán)的第三實(shí)施方式示于圖6和圖7中。在該實(shí)施方式中，凹槽 24具有內(nèi)端32和限定劃線(xiàn)邊緣22的凹入元件26的外端。 在相鄰的凹槽24與棱34之間，在中心的徑向延伸線(xiàn)的任一側(cè)對(duì)其最外端36進(jìn)行 斜切或者切除從而限定正弦形狀的脊。切除棱的最外端，使得凸起切割元件30具有正弦彎 曲的形狀，從而限定銳利的周向延伸的凸起邊緣，所述凸起邊緣與相鄰的凹入切割元件26 相連。因此，由切割盤(pán)的該實(shí)施方式限定的劃線(xiàn)邊緣具有波動(dòng)的、大致呈正弦或者"波浪"形 狀的輪廓，但是所述劃線(xiàn)邊緣是連續(xù)的，并且在凸起切割元件的頂點(diǎn)和相鄰的凹入切割元 件的最下部分呈銳利邊緣狀。 在凹槽24之間的棱34的最外端36處，棱的寬度向漸縮表面18和20的平面中的 點(diǎn)漸縮。 波動(dòng)或者"波浪"的劃線(xiàn)邊緣的形狀可以是真正正弦的、類(lèi)似正弦的或者部分正弦 的，或者可以具有例如復(fù)雜的周期性或者類(lèi)周期性的形狀。該形狀受到相鄰的凹槽24之間 的間隔以及凸起切割元件本身的成形的影響。 圖8和圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的切割盤(pán)的第四實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，凹槽 24具有朝向切割盤(pán)的周邊略微增大的寬度，以及具有沿切割盤(pán)的圓周方向的凹曲率，這對(duì) 應(yīng)于切割盤(pán)的劃線(xiàn)邊緣22處的凹入切割元件26的凹入地彎曲的形狀。在相鄰的凹槽24 之間是徑向延伸的脊38，所述脊38在其頂點(diǎn)處具有凸出的曲率，這對(duì)應(yīng)于劃線(xiàn)邊緣22處的 凸起切割元件30的凸出地彎曲的形狀。應(yīng)當(dāng)理解，相鄰的凹槽和脊的曲率限定了切割盤(pán)的 劃線(xiàn)邊緣處的相應(yīng)的凹入和凸起的切割元件的曲率，其中位于相反的漸縮表面18和20上 的凹槽和脊在所述劃線(xiàn)邊緣處相遇。 圖10、圖ll和圖12示出了圖l至3的實(shí)施方式的另一種變型，其中，劃線(xiàn)邊緣或 者切割脊不對(duì)稱(chēng)地設(shè)置于相反的平面端面14與16之間。在盤(pán)的周邊部分形成有第一錐狀 漸縮或者傾斜表面18和第二錐狀漸縮或者傾斜表面20，所述表面18和20朝向劃線(xiàn)邊緣22 徑向向外地會(huì)聚。在該實(shí)施方式中，錐狀漸縮或者傾斜表面18與平面表面14的相交處是 圓圈，該圓圈的半徑大于由漸縮或者傾斜表面20與平面表面16的相交處限定的圓圈的半 徑。錐狀漸縮表面18和20與穿過(guò)它們的相交處的平面之間的各自的角大致相等。因此， 劃線(xiàn)邊緣22朝向平面端面14自位于相反的端面14和16之間的中間的平面偏移。
如在圖1至3所示的第一實(shí)施方式中，多個(gè)凹槽24形成在漸縮表面18和20的最 外部分中，其徑向向外地延伸至劃線(xiàn)邊緣22。漸縮表面18和20上的相應(yīng)的凹槽24是對(duì) 齊的并且在其相交線(xiàn)處限定具有凹曲率的凹入切割元件26。在其它的實(shí)施方式中，限定于 相交線(xiàn)的凹入切割元件可以是凸出地(或者更加復(fù)雜地)彎曲，或者它們可以是直的。凹 槽24之間是棱28，所述棱28同樣徑向向外地延伸并且相交而限定凸起切割元件30，所述 凸起切割元件30具有對(duì)應(yīng)于盤(pán)形本體10的圓周曲率的略微凸出的曲率。凹槽和棱如圖所 示地交替，使得劃線(xiàn)邊緣22包括一系列交替的凸起和凹入的切割元件，從而限定了連續(xù)的 周向延伸的劃線(xiàn)邊緣。 該實(shí)施方式能夠用于例如在承載多個(gè)半導(dǎo)體裝置的晶片或者易碎基片上劃線(xiàn)從 而分離所述裝置。相比通過(guò)具有類(lèi)似整體厚度的對(duì)稱(chēng)的切割盤(pán)，這對(duì)于切割盤(pán)的足夠強(qiáng)度 而言是需要的，劃線(xiàn)邊緣22朝向切割盤(pán)的一面的不對(duì)稱(chēng)定位使得刻劃出更加接近于晶片 或者基片上的結(jié)構(gòu)或者特征件的刻線(xiàn)的可能性更大。
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當(dāng)使用現(xiàn)有技術(shù)的切割輪時(shí)，發(fā)現(xiàn)在刻劃彎曲刻線(xiàn)時(shí)獲得高質(zhì)量的切割板是成問(wèn) 題的。在JP2000-219527中公開(kāi)了一種盤(pán)形切割盤(pán)或者劃線(xiàn)輪，所述盤(pán)形切割盤(pán)或者劃線(xiàn) 輪通過(guò)在輪的刀片邊緣脊線(xiàn)處形成相對(duì)于輪的軸向中心方向以指定角度偏斜的凹槽來(lái)解 決該問(wèn)題。但是，在通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的切割盤(pán)刻劃彎曲刻線(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于這種盤(pán)的連續(xù)劃線(xiàn) 邊緣以及通過(guò)這些盤(pán)的切割元件的材料的緩和展開(kāi)，顯著地減少了在JP2000-219527之前 的在劃線(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。特別地，當(dāng)使用本發(fā)明的第三或者第四實(shí)施方式的切割盤(pán)或者劃 線(xiàn)輪時(shí)，在使用現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)時(shí)出現(xiàn)的側(cè)向裂縫幾乎不出現(xiàn)，其中，蜿蜒的劃線(xiàn)邊緣使 得能夠容易地進(jìn)行彎曲劃線(xiàn)并且在斷裂材料之后實(shí)現(xiàn)高的邊緣質(zhì)量。對(duì)于較大的曲率半 徑，文中所述的第一、第二和第五實(shí)施方式同樣在斷裂之后產(chǎn)生高質(zhì)量的彎曲邊緣。
制造本發(fā)明的切割盤(pán)的優(yōu)選方法涉及通過(guò)經(jīng)由掩模將激光投影至切割盤(pán)的漸縮 表面上而在切割盤(pán)的漸縮周邊部分制出凹槽，其中，光線(xiàn)的傳播方向基本垂直于切割輪的 軸線(xiàn)并且沿徑向方向。通過(guò)繞著切割輪的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)切割輪達(dá)預(yù)定角度并且接著再次將切 割輪暴露于激光光線(xiàn)，能夠在漸縮部分中實(shí)現(xiàn)凹槽的周期性或者類(lèi)周期性圖案。在一種實(shí) 施方式中，掩模在切割輪上的投影保持靜止，而在其它實(shí)施方式中，掩模投影在漸縮表面上 掃描，因此實(shí)現(xiàn)了凹槽中的輪廓，所述輪廓能夠在深度上具有變化，這與暴露于激光光線(xiàn)的 時(shí)間相關(guān)。優(yōu)選地，這種方法中使用的激光是在掩模的平面中具有基本平直強(qiáng)度輪廓的 UV(紫外)激光，并且優(yōu)選地經(jīng)由掩模傳播的光線(xiàn)的投影通過(guò)透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述透鏡設(shè)計(jì)為 將掩模的縮小圖像投影到切割盤(pán)的錐形部分保持在其中的圖像平面上。通過(guò)設(shè)計(jì)在一次中 其圖像同時(shí)在若干切割輪上投影等同地成形的照明區(qū)域的掩模，這種方法提供小批量加工 能力。 本發(fā)明的原型切割輪使用燒結(jié)金剛石顆粒制造。通過(guò)使用具有非常小的微粒的金 剛石材料，能夠減小"削出"作用，并且提高了形狀的精確度——特別是對(duì)于具有小的曲率 半徑的切割邊緣的形狀的精確度。因此提高了燒結(jié)金剛石切割盤(pán)的使用壽命。優(yōu)選地，一 種新開(kāi)發(fā)的由與SiC膠合的金剛石顆粒組成的膠合金剛石材料用于切割輪，其具有金剛石 微粒之間的空間由幾乎與金剛石一樣硬的材料填充的優(yōu)點(diǎn)，因此，金剛石與粘合劑之間硬 度的差異遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的膠合金剛石。這導(dǎo)致了這些切割輪比現(xiàn)有技術(shù)的燒結(jié)或者膠合金 剛石切割輪具有進(jìn)一步更加高的耐磨性。 在制造本發(fā)明的原型切割盤(pán)中，成形為類(lèi)似于現(xiàn)有技術(shù)的盤(pán)的、但是在一些情況 下由小微粒金剛石顆粒制造或者使用SiC粘合劑來(lái)開(kāi)發(fā)這些材料的更高的耐磨性的切割 盤(pán)被用作坯件。這種現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)的特征在于，成為具有中心孔以及在外周脊處相交 的傾斜或者漸縮部分的扁平圓盤(pán)，從而限定了現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)的切割邊緣或者劃線(xiàn)邊 緣。所有的表面，包括中心孔的表面在內(nèi)，可以是磨光的或者可以是拋光的，從而形成均方 根值基本小于10微米的、并且在大多數(shù)情況下基本小于1微米的粗糙度。當(dāng)然，由于傾斜 部分的相交處必須形成具有小于3微米的半徑的良好限定的切割邊緣是設(shè)計(jì)要求，傾斜部 分呈現(xiàn)出低粗糙度，具有通常小于1微米的均方根值。 圖13以簡(jiǎn)化示意形式示出了用于制造上述切割盤(pán)的設(shè)備設(shè)置。所述設(shè)備包括旋 轉(zhuǎn)托臺(tái)50，所述旋轉(zhuǎn)托臺(tái)50包括與減速箱結(jié)合的步進(jìn)馬達(dá)，從而能夠以小于0.01度的精確 度和重復(fù)性實(shí)現(xiàn)步進(jìn)。可替換地，能夠使用例如與變速箱結(jié)合的具有編碼器的DC(直流) 或者同步馬達(dá)。軸52能夠安裝至旋轉(zhuǎn)托臺(tái)上，接著切割輪坯件安裝在軸上，所述軸穿過(guò)所述切割輪坯件的中心孔。 設(shè)置有UV激光工作站，其包括KrF (氟化氪)激光器54，所述KrF激光器54能夠 以高達(dá)每秒250個(gè)脈沖的重復(fù)率通過(guò)近似頂帽式強(qiáng)度分布產(chǎn)生高達(dá)400兆焦的248納米 的脈沖UV輻射。來(lái)自激光器54的光線(xiàn)借助射束成形系統(tǒng)而被引導(dǎo)到掩模56，所述射束成 形系統(tǒng)包括在圖13中由鏡子58示意性地代表的鏡子、透鏡和備選的其它射束成形光學(xué)器 件。隨后，經(jīng)由掩模傳遞的光線(xiàn)借助特殊設(shè)計(jì)的投影透鏡60而投影至切割盤(pán)上，所述投影 透鏡60在切割盤(pán)上實(shí)現(xiàn)大約20倍縮小的掩模圖像。通過(guò)不同的投影透鏡，可以實(shí)現(xiàn)10倍 至30倍之間的縮小值。投影透鏡的圖像平面上的通常注量在1至5焦耳/平方厘米之間， 呈10-20ns(毫微秒)級(jí)的持續(xù)時(shí)間的脈沖。保持切割盤(pán)的旋轉(zhuǎn)托臺(tái)安裝在工作托臺(tái)62上， 所述工作托臺(tái)62在垂直于入射光線(xiàn)的方向的XY平面上的高度和位置能夠借助數(shù)字計(jì)算機(jī) 來(lái)控制。 在進(jìn)行化學(xué)清潔以從其表面移除灰塵和殘余污物之后，將切割盤(pán)坯件64安裝至 旋轉(zhuǎn)托臺(tái)的軸上。接著，通過(guò)重復(fù)地將切割盤(pán)坯件暴露于經(jīng)由掩模傳遞的激光光線(xiàn)并且接 著使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)至新位置而對(duì)切割輪進(jìn)行制造，從而形成凹槽24并且在適用時(shí)使凸起 切割元件30的端部36成形。 在將切割盤(pán)暴露于激光光線(xiàn)時(shí)，掩模圖像沿與切割盤(pán)坯件的半徑對(duì)齊的方向投影 至切割盤(pán)的傾斜或漸縮部分。在一些情況下，掩模圖像與凹槽的整個(gè)區(qū)域重合，并且凹槽的 深度接著由這些傾斜部分所暴露于的激光脈沖的數(shù)目確定。 在其它情況下，工作托臺(tái)在XY平面上以線(xiàn)性方式移動(dòng)，從而將軌跡暴露在切割盤(pán) 的傾斜或者漸縮表面上并且再次形成凹槽，所述凹槽的局部深度由激光的脈沖能量、激光 的脈沖重復(fù)率、掩模的形狀以及掃描運(yùn)動(dòng)的速度確定。由于凹槽的深度不是由激光或者加 工裝置相對(duì)于切割盤(pán)的定位的狹窄容差確定，而是由暴露于激光光線(xiàn)的持續(xù)時(shí)間確定，因 此這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是切割盤(pán)在工作站中的簡(jiǎn)單對(duì)齊。由于凹槽的位置通過(guò)中度精確的 旋轉(zhuǎn)托臺(tái)而得以簡(jiǎn)單地確定，因此凹槽的位置也不是關(guān)鍵的。 在一些情況下，通過(guò)以順序方式將若干切割盤(pán)坯件安裝至單個(gè)軸上并且將切割盤(pán) 坯件的傾斜部分暴露至激光而在一個(gè)步驟和重復(fù)過(guò)程中順序地生產(chǎn)切割盤(pán)。同樣，除了大 致找到坯件中的一個(gè)的中間平面并且測(cè)量盤(pán)的平均厚度之外，在暴露不同的切割盤(pán)坯件之 間不需要進(jìn)行任何對(duì)齊。而且，盤(pán)的直徑的小變化(通常為10至20微米級(jí))并不重要并 且不需要如在生產(chǎn)現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)時(shí)所需要的重新對(duì)齊。 在其它情況下，使用將多個(gè)相同圖像投影到若干切割盤(pán)的傾斜部分的掩模，所述 切割盤(pán)同樣安裝在單個(gè)軸上，從而同時(shí)將切割盤(pán)坯件暴露于激光光線(xiàn)并且同時(shí)生成凹槽。 這使得能夠?qū)崿F(xiàn)小批量加工能力，其中，同樣地利用了對(duì)齊方面的低要求從而適應(yīng)切割盤(pán) 的外形尺寸和位置的個(gè)體變化。 可替換地，使用同時(shí)將多個(gè)圖像投影到一個(gè)或多個(gè)盤(pán)上的掩模，從而能夠同時(shí)加 工每個(gè)切割盤(pán)上多于一個(gè)的凹槽。這使得能夠加工不同凹槽的不同形狀、或者各個(gè)單獨(dú)凹 槽的不同深度，或者，簡(jiǎn)單地使得相鄰凹槽之間能夠具有不同間隔。后者還可以通過(guò)改變旋 轉(zhuǎn)托臺(tái)的步進(jìn)尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，生產(chǎn)具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于激光的焦點(diǎn)的尺寸或者砂輪的厚度的特 征件的切割盤(pán)是非常困難的。通過(guò)所述的掩模投影激光方法，可以容易地以小于io微米的外形尺寸以及優(yōu)于1微米的深度的精確性制成位于切割邊緣上的特征件，其中，對(duì)齊容差 同樣不是關(guān)鍵的。 通過(guò)改變UV曝光的條件，能夠制成不同地成形的凹槽。因此可以以與脈沖UV激 光的重復(fù)率結(jié)合的方式來(lái)改變掩模的形狀和XY托臺(tái)的掃描速度，從而獲得具有以正弦方 式成形的劃線(xiàn)邊緣和具有U形、三角形或者矩形凹槽的切割盤(pán)。通過(guò)以與投影透鏡的縮小 系數(shù)和旋轉(zhuǎn)托臺(tái)的角度步進(jìn)尺寸結(jié)合的方式來(lái)改變掩模的尺寸和形狀，能夠容易地改變凹 槽的數(shù)目。 此外，通過(guò)當(dāng)前方法，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)切割盤(pán)坯件所暴露于的激光光線(xiàn)脈沖的數(shù) 目，可以獨(dú)立地改變凹槽的深度和形狀而不同時(shí)改變其寬度。這表明了當(dāng)前方法在切割盤(pán) 的設(shè)計(jì)中所提供的用以獲得劃線(xiàn)的最佳性能的自由度。對(duì)于玻璃劃線(xiàn)，劃線(xiàn)的最佳性能可 以取決于多種不同因素，例如玻璃類(lèi)型、玻璃厚度、劃線(xiàn)負(fù)載、劃線(xiàn)速度、期望的加工生產(chǎn) 量、可靠性以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的許多其他因素。 因此，可知制出不同地成形的切割盤(pán)，在使用所述切割盤(pán)劃線(xiàn)和斷裂玻璃板時(shí)，他 們顯示出改進(jìn)的劃線(xiàn)性能。通過(guò)劃線(xiàn)邊緣在高度上具有正弦變化且正弦的頂部與坯件的初 始周邊脊重合的盤(pán)，實(shí)現(xiàn)了最佳性能。對(duì)于玻璃劃線(xiàn)來(lái)說(shuō)，所刻劃的刻線(xiàn)展示出減少的側(cè)向 裂縫，并且在使玻璃斷裂之后，看到通過(guò)具有交叉偏振光鏡的顯微鏡所見(jiàn)的應(yīng)力區(qū)的范圍 更小并且具有更小的應(yīng)力。還發(fā)現(xiàn)，在斷裂之后邊緣的粗糙度減小并且產(chǎn)生更少的玻璃粉 狀物。對(duì)于除玻璃之外的其它材料的劃線(xiàn)，也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的改進(jìn)。 而后，從在劃線(xiàn)過(guò)程中切割盤(pán)透入玻璃物體的表面、半導(dǎo)體材料的主體、寶石、晶 體材料主體或者陶瓷主體的模式發(fā)現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)有其間具有非切割凹腔的齒的切割 盤(pán)相比被劃線(xiàn)的材料更緩和地展開(kāi)是性能改進(jìn)的原因。另一個(gè)對(duì)于改進(jìn)的劃線(xiàn)性能有幫助 的因素是切割邊緣延伸到凹槽區(qū)域或者凹腔區(qū)域中，這在現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)中對(duì)劃線(xiàn)沒(méi)有 幫助，因?yàn)樗鼈儾⒉辉谥苓吋沟陌枷莶糠种邢薅ㄤJ利的切割邊緣。 盡管通過(guò)切割邊緣的高度呈正弦變化的切割盤(pán)實(shí)現(xiàn)了最佳性能，但是由于被劃線(xiàn) 的材料的更加緩和的展開(kāi)以及切割邊緣延伸到凹槽區(qū)域，即連續(xù)切割邊緣的設(shè)置，所以簡(jiǎn) 單凹槽式切割盤(pán)同樣表現(xiàn)良好，并且優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)。可以制出具有圓形或者橢圓 形橫截面，或者具有例如三角形等更加復(fù)雜的形狀的凹槽。此外，可以制造這樣的凹槽式 盤(pán)，其中，在切割盤(pán)的周邊上凹槽之間的距離是可變的。 根據(jù)應(yīng)用以及切割盤(pán)的尺寸，可以容易地改變凹槽的數(shù)目并且切割盤(pán)制成為具有 在100到200個(gè)凹槽之間變化的凹槽數(shù)目。對(duì)于一些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，有可能需要更多或更少數(shù) 目的凹槽。 源于不同的燒結(jié)或者膠合金剛石材料而制造不同類(lèi)型的切割盤(pán)。鈷燒結(jié)金剛石材 料已用于現(xiàn)有技術(shù)中，但是發(fā)現(xiàn)，能夠通過(guò)在燒結(jié)材料中使用非常精細(xì)的亞微米金剛石顆 粒微粒獲得改進(jìn)的耐磨性，這是由于填充有金屬粘合劑的金剛石微粒之間的容積的更小尺 寸以及金剛石微粒的更小尺寸。如果這種微粒通過(guò)粘合劑的磨損或者作用于微粒上的過(guò)度 的局部力而從膠合矩陣切削出，則相比以更大的微粒使用燒結(jié)金剛石的情況，所形成的空 隙對(duì)于所形成的劃線(xiàn)質(zhì)量具有小得多的影響。因此發(fā)現(xiàn)，同樣地對(duì)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的 切割盤(pán)而言，當(dāng)使用更小尺寸的金剛石顆粒時(shí)，能夠獲得實(shí)質(zhì)性的耐磨性的改進(jìn)，所述金剛 石顆粒的尺寸優(yōu)選地小于3微米并且更加優(yōu)選地小于1. 5微米，進(jìn)一步更加優(yōu)選地小于1微米并且最優(yōu)選地小于0. 8微米。這些優(yōu)選尺寸也適用于根據(jù)本發(fā)明的切割盤(pán)，原因?yàn)橥?過(guò)最小尺寸的顆粒而獲得了最佳性能。 還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用更加堅(jiān)硬的、更加耐磨的粘合劑能夠獲得切割盤(pán)的耐磨性的顯 著改進(jìn)。與利用傳統(tǒng)的金屬粘合劑并且具有類(lèi)似尺寸的顆粒的燒結(jié)或者膠合金剛石材料相 比，對(duì)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)或者根據(jù)本發(fā)明的形狀而成形的切割盤(pán)而言，在采用了使用例如由 南非斯普林斯(Springs)的Element Six有限公司生產(chǎn)的SiC粘合劑的膠合金剛石時(shí)，獲
得了改進(jìn)的耐磨性。
實(shí)施例 1.使用精細(xì)研磨的鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石的具有110個(gè)凹槽和銳利切割邊緣的切 割盤(pán) 使用精細(xì)研磨、鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的 切割盤(pán)坯件。所使用的金剛石顆粒的尺寸基本小于l微米。首先將這種材料的板打磨至 0.6毫米的厚度，接著，使用電火花機(jī)加工來(lái)切割出具有中心孔的圓筒體，隨后，在這些圓筒 體中的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上打磨出總夾角為125°的漸縮或者傾斜錐狀區(qū)域。 相交處的曲率半徑基本小于l微米。切割盤(pán)坯件具有O. 8毫米的中心孔以及2. 0+/-0. 02毫 米的直徑。對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的五個(gè)進(jìn)行清潔以移除粘著的灰塵和污染物， 隨后，將這五個(gè)盤(pán)安裝在具有O. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中的軸上。通過(guò)搜尋中間 盤(pán)的切割邊緣并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有正弦 開(kāi)口的掩模放置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且將UV激光光線(xiàn)投影到切割盤(pán)的傾斜部分 上，使得入射光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面上的激光注量大約為2 焦耳/平方厘米，其中脈沖重復(fù)率為每秒50個(gè)脈沖。使用15倍縮小的物鏡透鏡將掩模的 圖像投影到切割盤(pán)上。激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)，使其以大約4毫米/分鐘的速度沿 著平行于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸線(xiàn)的方向在大約0. 3毫米的距離上進(jìn)行平移從而獲得0. 32毫米長(zhǎng)的 凹槽。在已制成凹槽之后，切斷激光放射并且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)越過(guò)大約3.27。的角度。隨 后，制成另一個(gè)凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀區(qū)域上具有凹槽的切割盤(pán)。 在該方式中，對(duì)全部五個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理。所形成的切割邊緣具有正弦形狀，所述正弦形狀 具有大約57微米的周期，并且對(duì)于這些切割盤(pán)中的一個(gè)，通過(guò)100倍的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn) 數(shù)字照相機(jī)在7. 5+/-0. 5微米的切割邊緣上的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間測(cè)量高度差。對(duì)于所有 的其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的值。這些盤(pán)隨后用于測(cè)試，以評(píng)估其在厚度為0. 6毫米的玻璃 板上的切割性能，并且相對(duì)于在這些板上的現(xiàn)有技術(shù)的切割性能，觀察到實(shí)質(zhì)性減少的側(cè) 向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn)的裂縫深度以及減小的玻璃板邊緣的碎屑。
2.使用精細(xì)研磨的鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石的具有110個(gè)均勻間隔開(kāi)的凹槽和銳利 切割邊緣的切割盤(pán) 使用精細(xì)研磨、鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的 切割盤(pán)坯件。所使用的金剛石顆粒的尺寸基本小于l微米。首先將這種材料的板打磨至 0. 65毫米的厚度，接著，使用電火花機(jī)加工來(lái)切割出具有中心孔的圓筒體，隨后，在這些圓 筒體中的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上打磨出總夾角為125°的傾斜錐狀區(qū)域。相交 處的曲率半徑基本小于1微米。切割盤(pán)具有0. 8毫米的中心孔以及2. 0+/-0. 02毫米的直 徑。對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的四個(gè)進(jìn)行清潔以移除粘著的灰塵和污染物，隨后，將
12這五個(gè)盤(pán)安裝在具有0. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中的軸上。通過(guò)搜尋第一盤(pán)的切 割邊緣并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有圓形開(kāi)口的 掩模放置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且將UV激光光線(xiàn)投影到切割盤(pán)的傾斜部分上，使 得入射光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面上的激光注量大約為4焦耳/ 平方厘米，其中脈沖重復(fù)率為每秒100個(gè)脈沖。使用20倍縮小的物鏡透鏡將掩模的圖像 投影到切割盤(pán)上。激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)，使其以大約6毫米/分鐘的速度沿著 平行于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸線(xiàn)的方向在大約0. 3毫米的距離上進(jìn)行平移從而獲得0. 32毫米長(zhǎng)的凹 槽。在已制成凹槽之后，切斷激光放射并且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)越過(guò)大約3.27。的角度。隨后， 制成另一個(gè)凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀區(qū)域上具有凹槽的切割盤(pán)。在 該方式中，對(duì)全部四個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理。所形成的切割邊緣具有圓形形狀，其中中心至中心 的凹槽距離大約為57微米。凹槽寬度為34微米。對(duì)于這些切割盤(pán)中的一個(gè)，通過(guò)100倍 的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)在8. 7+/-0. 5微米的切割邊緣上的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間 測(cè)量高度差。對(duì)于其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的值。這些盤(pán)隨后用于測(cè)試，以評(píng)估其在厚度為 0. 6毫米的玻璃板上的切割性能，并且相對(duì)于在這些板上的現(xiàn)有技術(shù)的切割性能，觀察到實(shí) 質(zhì)性減少的側(cè)向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn)的裂縫深度以及減小的玻璃板邊 緣的碎裂。 3.使用精細(xì)研磨的鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石的具有110個(gè)非均勻間隔開(kāi)的凹槽和銳 利切割邊緣的切割盤(pán) 使用精細(xì)研磨、鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的 切割盤(pán)坯件。所使用的金剛石顆粒的尺寸基本小于l微米。首先將這種材料的板打磨至 0. 65毫米的厚度，接著，使用激光切割來(lái)切割出具有中心孔的圓筒體，隨后，在這些圓筒體 中的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上打磨出總夾角為125°的傾斜錐狀區(qū)域。相交處的曲 率半徑基本小于l微米。切割盤(pán)具有0.8毫米的中心孔以及2.0+/_0.02毫米的直徑。對(duì) 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的四個(gè)進(jìn)行清潔以移除粘著的灰塵和污染物，隨后，將這五 個(gè)盤(pán)安裝在具有0. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中的軸上。通過(guò)搜尋第一盤(pán)的切割邊 緣并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有兩個(gè)相鄰的圓形 開(kāi)口的掩模放置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且將UV激光光線(xiàn)投影到切割盤(pán)的傾斜部 分上，使得入射光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面上的激光注量大約為 4焦耳/平方厘米，其中脈沖重復(fù)率為每秒100個(gè)脈沖。使用20倍縮小的物鏡透鏡將掩模 的圖像投影到切割盤(pán)上。激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)，使其以大約4毫米/分鐘的速 度沿著平行于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸線(xiàn)的方向在大約0. 3毫米的距離上進(jìn)行平移從而獲得0. 32毫米 長(zhǎng)的凹槽。在已制成一雙凹槽之后，切斷激光放射并且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)越過(guò)大約6.55。的 角度。隨后，制成另一對(duì)凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀區(qū)域上具有凹槽的 切割盤(pán)。在該方式中，對(duì)全部四個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理。所形成的切割邊緣具有橢圓形狀，其中 周期為大約114微米并且中心至中心的凹槽距離在53和61微米之間交替變更。凹槽寬 度為34微米。對(duì)于這些切割盤(pán)中的一個(gè)，通過(guò)100倍的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)在 13. 5+/-1微米的切割邊緣上的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間測(cè)量高度差。對(duì)于其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi) 似的值。這些盤(pán)隨后用于測(cè)試，以評(píng)估其在厚度為0. 6毫米的玻璃板上的切割性能，并且相 對(duì)于在這些板上的現(xiàn)有技術(shù)的切割性能，觀察到實(shí)質(zhì)性減少的側(cè)向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn)的裂縫深度以及減小的玻璃板邊緣的碎裂。 4.使用精細(xì)研磨的鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石的具有140個(gè)均勻間隔開(kāi)的凹槽和銳利 切割邊緣的切割盤(pán) 使用精細(xì)研磨、鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的 切割盤(pán)坯件。所使用的金剛石顆粒的尺寸基本小于l微米。首先將這種材料的板打磨至 0. 65毫米的厚度，接著，使用電火花機(jī)加工來(lái)切割出具有中心孔的圓筒體，隨后，在這些圓 筒體中的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上打磨出總夾角為115°的傾斜錐狀區(qū)域。相交 處的曲率半徑基本小于1微米。切割盤(pán)具有0. 8毫米的中心孔以及2. 2+/-0. 02毫米的直 徑。對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的三個(gè)進(jìn)行清潔以移除粘著的灰塵和污染物，隨后，將 這五個(gè)盤(pán)安裝在具有0. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中的軸上。通過(guò)搜尋中間盤(pán)的切 割邊緣、聚焦于其上并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有 圓狀開(kāi)口的掩模放置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且將UV激光光線(xiàn)投影到切割盤(pán)的傾 斜部分上，使得射光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面上的激光注量大約 為4焦耳/平方厘米，其中脈沖重復(fù)率為每秒70個(gè)脈沖。使用20倍縮小的物鏡透鏡將掩 模的圖像投影到切割盤(pán)上。激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)，使其以大約6毫米/分鐘的 速度沿著平行于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸線(xiàn)的方向在大約0. 2毫米的距離上進(jìn)行平移從而獲得0. 22毫 米長(zhǎng)的凹槽。在已制成凹槽之后，切斷激光放射并且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)越過(guò)大約2.43。的角 度。隨后，制成另一個(gè)凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀區(qū)域上具有凹槽的切 割盤(pán)。在該方式中，對(duì)全部三個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理。所形成的切割邊緣具有圓形形狀，其中中 心至中心的凹槽距離大約為49微米且凹槽寬度為28微米。對(duì)于這些切割盤(pán)中的一個(gè)，通 過(guò)100倍的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)在5. 8+/-0. 4微米的切割邊緣上的最高點(diǎn)與最低 點(diǎn)之間測(cè)量高度差。對(duì)于其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的值。這些盤(pán)隨后用于測(cè)試，以評(píng)估其在 厚度為0. 5毫米的玻璃板上的切割性能，并且相對(duì)于在這些板上的現(xiàn)有技術(shù)的切割性能， 觀察到實(shí)質(zhì)性減少的側(cè)向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn)的裂縫深度以及減小的 玻璃板邊緣的碎裂。 5.使用精細(xì)研磨的鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石的具有170個(gè)均勻間隔開(kāi)的凹槽和銳利 切割邊緣的切割盤(pán) 使用精細(xì)研磨、鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的 切割盤(pán)坯件。所使用的金剛石顆粒的尺寸基本小于l微米。首先將這種材料的板打磨至 0.5毫米的厚度，接著，使用激光切割來(lái)切割出具有中心孔的圓筒體，隨后，在這些圓筒體中 的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上打磨出總夾角為95。的傾斜錐狀區(qū)域。相交處的曲率 半徑基本小于l微米。切割盤(pán)具有0.8毫米的中心孔以及1.7+/-0.02毫米的直徑。對(duì)根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的四個(gè)進(jìn)行清潔以移除粘著的灰塵和污染物，隨后，將這五個(gè) 盤(pán)安裝在具有0. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中的軸上。通過(guò)搜尋第一盤(pán)的切割邊緣 并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有矩形開(kāi)口的掩模放 置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且將UV激光光線(xiàn)投影到切割盤(pán)的傾斜部分上，使得入射 光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面上的激光注量大約為4焦耳/平方厘 米，其中脈沖重復(fù)率為每秒IOO個(gè)脈沖。使用25倍縮小的物鏡透鏡將掩模的圖像投影到切 割盤(pán)上。在激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)切割盤(pán)保持靜止，從而獲得長(zhǎng)度為0. 27毫米的
14矩形凹槽。在已制成凹槽之后，切斷激光放射且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)越過(guò)大約2. 12°的角度。 隨后，制成另一個(gè)凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀區(qū)域上具有凹槽的切割 盤(pán)。在該方式中，對(duì)全部四個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理。所形成的切割邊緣具有矩形形狀，其中中心 至中心的凹槽距離大約為31微米。凹槽寬度為19微米。對(duì)于這些切割盤(pán)中的一個(gè)，通過(guò) 100倍的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)在3. 8+/-0. 3微米的切割邊緣上的最高點(diǎn)與最低點(diǎn) 之間測(cè)量高度差。對(duì)于其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的值。這些盤(pán)隨后用于測(cè)試，以評(píng)估其在厚 度為0.4毫米的玻璃板上的切割性能，并且相對(duì)于在這些板上的現(xiàn)有技術(shù)的切割性能，觀 察到實(shí)質(zhì)性減少的側(cè)向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn)的裂縫深度以及減小的玻 璃板邊緣的碎裂。 6.使用粗糙研磨的鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石的具有110個(gè)均勻間隔開(kāi)的凹槽和滾圓 切割邊緣的切割盤(pán) 使用粗糙研磨、鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的 切割盤(pán)坯件。所使用的金剛石顆粒的尺寸處于2至3微米之間。首先將這種材料的板打磨 至O. 68毫米的厚度，接著，使用激光切割來(lái)切割出具有中心孔的圓筒體，隨后，在這些圓筒 體中的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上研磨出總夾角為130°的傾斜錐狀區(qū)域。相交處的 曲率半徑基本小于3微米。切割盤(pán)具有0. 8毫米的中心孔以及2. 0+/-0. 02毫米的直徑。對(duì) 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的三個(gè)進(jìn)行清潔以移除粘著的灰塵和污染物，隨后，將這五 個(gè)盤(pán)安裝在具有0. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中的軸上。通過(guò)搜尋中間盤(pán)的切割邊 緣并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有三個(gè)圓形開(kāi)口的 掩模放置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且同時(shí)將UV激光光線(xiàn)投影到三個(gè)切割盤(pán)的傾斜部 分上，使得入射光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面上的激光注量大約為4 焦耳/平方厘米，其中脈沖重復(fù)率為每秒IOO個(gè)脈沖。使用15倍縮小的物鏡透鏡將掩模的 圖像投影到切割盤(pán)上。激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)，使其以大約6毫米/分鐘的速度 沿著平行于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)的方向在大約0. 3毫米的距離上進(jìn)行平移從而獲得0. 32毫 米長(zhǎng)的凹槽。在已制成一組凹槽之后，切斷激光放射并且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)越過(guò)大約3. 27° 的角度。隨后，制成另一組凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀區(qū)域上具有凹槽 的三個(gè)切割盤(pán)。在該方式中，同時(shí)對(duì)三個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理并同時(shí)完成。所形成的切割邊緣 具有圓形形狀，其中中心至中心的凹槽距離大約為57微米。凹槽寬度為32微米。對(duì)于這 些切割盤(pán)中的一個(gè)，通過(guò)100倍的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)在9. 5+/-0. 8微米的切割 邊緣上的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間測(cè)量高度差。對(duì)于其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的值。這些盤(pán)隨后 用于測(cè)試，以評(píng)估其在厚度為0. 6毫米的玻璃板上的切割性能，并且相對(duì)于在這些板上的 現(xiàn)有技術(shù)的切割性能，觀察到實(shí)質(zhì)性減少的側(cè)向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn)的 裂縫深度以及減小的玻璃板邊緣的碎裂。 7.使用粗糙研磨的鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石的具有110個(gè)均勻間隔開(kāi)的凹槽和滾圓 切割邊緣的切割盤(pán) 使用精細(xì)研磨、鈷粘結(jié)的燒結(jié)金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的 切割盤(pán)坯件。所使用的金剛石顆粒的尺寸處于2至3微米之間。首先將這種材料的板打磨 至O. 68毫米的厚度，接著，使用電火花機(jī)加工來(lái)切割出具有中心孔的圓筒體，隨后，在這些 圓筒體中的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上研磨出總夾角為130°的傾斜錐狀區(qū)域。相交處的曲率半徑基本小于3微米。切割盤(pán)具有0. 8毫米的中心孔以及2. 0+/-0. 02毫米的直 徑。對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的三個(gè)進(jìn)行清潔以移除粘著的灰塵和污染物，隨后，將 這五個(gè)盤(pán)安裝在具有0. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中的軸上。通過(guò)搜尋中間盤(pán)的切 割邊緣并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有三個(gè)棱形開(kāi) 口的掩模放置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且同時(shí)將UV激光光線(xiàn)投影到三個(gè)切割盤(pán)的傾 斜部分上，使得入射光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面上的激光注量大 約為4焦耳/平方厘米，其中脈沖重復(fù)率為每秒100個(gè)脈沖。使用15倍縮小的物鏡透鏡將 掩模的圖像投影到切割盤(pán)上。激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)，使其以大約6毫米/分鐘 的速度沿著平行于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)的方向在大約0. 3毫米的距離上進(jìn)行平移從而獲得 0. 32毫米長(zhǎng)的凹槽。在已制成一組凹槽之后，切斷激光放射并且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn)越過(guò)大約 3.27°的角度。隨后，制成另一組凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀區(qū)域上具 有凹槽的三個(gè)切割盤(pán)。在該方式中，同時(shí)對(duì)三個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理并同時(shí)完成。所形成的切 割邊緣具有三角形形狀，其中中心至中心的凹槽距離大約為57微米。凹槽寬度為40微米。 對(duì)于這些切割盤(pán)中的一個(gè)，通過(guò)IOO倍的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)在12+/-1微米的切 割邊緣上的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間測(cè)量高度差。對(duì)于其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的值。這些盤(pán)隨 后用于測(cè)試，以評(píng)估其在厚度為0. 6毫米的玻璃板上的切割性能，并且相對(duì)于在這些板上 的現(xiàn)有技術(shù)的切割性能，觀察到實(shí)質(zhì)性減少的側(cè)向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn) 的裂縫深度以及減小的玻璃板邊緣的碎裂。 8.使用精細(xì)研磨的碳化硅粘結(jié)的膠合金剛石的具有110個(gè)均勻間隔開(kāi)的凹槽和 銳利切割邊緣的切割盤(pán) 使用碳化硅粘結(jié)的膠合金剛石制備根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形、具有連續(xù)周邊脊的切割盤(pán) 坯件。首先將這種材料的板打磨至0.6毫米的厚度，接著，使用激光切割來(lái)切割出具有中 心孔的圓筒體，隨后，在這些圓筒體中的每個(gè)上，在相交于周邊脊的兩側(cè)上打磨出總夾角為 120°的傾斜錐狀區(qū)域。相交處的曲率半徑基本小于l微米。切割盤(pán)具有0.8毫米的中心 孔以及1. 8+/-0. 02毫米的直徑。對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成形的這些盤(pán)中的三個(gè)進(jìn)行清潔以移除 粘著的灰塵和污染物，隨后，將這五個(gè)盤(pán)安裝在具有0. 78毫米的直徑且放置于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)中 的軸上。通過(guò)搜尋第一盤(pán)的切割邊緣并且相對(duì)于UV激光圖像使該切割邊緣居中而簡(jiǎn)單地 實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。將具有圓形開(kāi)口的掩模放置于UV激光射束的光線(xiàn)路徑中并且將UV激光光線(xiàn)投 影到切割盤(pán)的傾斜部分上，使得入射光線(xiàn)基本垂直于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)方向。切割盤(pán)表面 上的激光注量大約為5焦耳/平方厘米，其中脈沖重復(fù)率為每秒50個(gè)脈沖。使用15倍縮 小的物鏡透鏡將掩模的圖像投影到切割盤(pán)上。激光光線(xiàn)入射在切割盤(pán)上的同時(shí)，使其以大 約2毫米/分鐘的速度沿著平行于旋轉(zhuǎn)托臺(tái)軸的軸線(xiàn)的方向在大約0. 2毫米的距離上進(jìn)行 平移從而獲得O. 22毫米長(zhǎng)的凹槽。在已制成凹槽之后，切斷激光放射并且使旋轉(zhuǎn)托臺(tái)步進(jìn) 越過(guò)大約3.27°的角度。隨后，制成另一個(gè)凹槽，然而重復(fù)這一過(guò)程直到制出在其整個(gè)錐狀 區(qū)域上具有凹槽的切割盤(pán)。在該方式中，對(duì)全部三個(gè)切割盤(pán)進(jìn)行處理。所形成的切割邊緣 具有圓形形狀，其中中心至中心的凹槽距離大約為51微米。凹槽寬度為32微米。對(duì)于這 些切割盤(pán)中的一個(gè)，通過(guò)100倍的物鏡顯微鏡和校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)在6. 5+/-0. 5微米的切割 邊緣上的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間測(cè)量高度差。對(duì)于其它的切割盤(pán)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的值。這些盤(pán)隨后 用于測(cè)試，以評(píng)估其在厚度為0. 5毫米的玻璃板上的切割性能，并且相對(duì)于在這些板上的現(xiàn)有技術(shù)的切割性能，觀察到實(shí)質(zhì)性減少的側(cè)向裂縫、改進(jìn)的中間裂縫的平直度、可再現(xiàn)的 裂縫深度以及減小的玻璃板邊緣的碎裂。在使用壽命的測(cè)試中，在輪的形狀中僅能夠觀察 到不顯著的磨損，并且在玻璃板的長(zhǎng)期劃線(xiàn)中輪的切割性能未受削弱。 類(lèi)似于通過(guò)更早的連續(xù)邊刃切割盤(pán)而形成的"光潔的"劃線(xiàn)裂縫，如上所述的切割
盤(pán)的實(shí)施方式具有所期望的形成"光潔的"劃線(xiàn)裂縫的特性，同時(shí)仍然提供足夠深的裂縫從
而使得被劃線(xiàn)的主體或者物體在劃線(xiàn)之后能夠可靠地?cái)嗔?。根?jù)本發(fā)明的切割盤(pán)的實(shí)施方
式還減少了現(xiàn)有技術(shù)的齒型切割盤(pán)所具有的側(cè)向裂縫的問(wèn)題，以及減少了當(dāng)使用這種現(xiàn)有
技術(shù)的切割盤(pán)時(shí)所出現(xiàn)的碎裂和非平直裂縫擴(kuò)展的問(wèn)題。這在很大程度上能夠歸因于這些
具有相鄰的凸起和凹入的切割元件的盤(pán)的連續(xù)的、周向延伸的劃線(xiàn)邊緣。 上述的生產(chǎn)切割盤(pán)的方法固有地對(duì)切割盤(pán)坯件相對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的對(duì)齊的精確性
具有更低要求，從而允許處理多個(gè)切割盤(pán)而不要求生產(chǎn)設(shè)備對(duì)每個(gè)單獨(dú)的切割盤(pán)進(jìn)行單獨(dú)
對(duì)齊。所述的方法和設(shè)備還允許以能夠進(jìn)行一定程度的批量處理的方式，即以能夠在一次
中制造多于一個(gè)的切割盤(pán)的方式，對(duì)切割盤(pán)進(jìn)行生產(chǎn)。 最后應(yīng)當(dāng)注意到，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整用來(lái)制造盤(pán)的優(yōu)選的燒結(jié)或者膠合金剛石材料 的組成，能夠使根據(jù)上述方法生產(chǎn)的切割盤(pán)和現(xiàn)有技術(shù)的切割盤(pán)的使用壽命最大化。
1權(quán)利要求
一種用于在主體或物體的表面上形成刻線(xiàn)的切割盤(pán)，所述切割盤(pán)包括大致呈盤(pán)形的本體，所述本體具有周邊部分，所述周邊部分包括徑向向外地會(huì)聚的第一周向延伸的漸縮表面和第二周向延伸的漸縮表面，所述周邊部分限定劃線(xiàn)邊緣，所述劃線(xiàn)邊緣具有周向延伸的相鄰的凸起切割元件和凹入切割元件，其中，多個(gè)向外延伸的凹槽形成于所述第一漸縮表面和所述第二漸縮表面中，相應(yīng)的漸縮表面中的相對(duì)的凹槽的外端對(duì)齊以在其間限定所述凹入切割元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的切割盤(pán)，其中，由所述切割盤(pán)限定的所述劃線(xiàn)邊緣是具有交替 的凸起切割元件和凹入切割元件的連續(xù)的銳利的邊緣，所述凸起切割元件和所述凹入切割 元件沿周向彼此對(duì)齊。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的切割盤(pán)，其適合于在玻璃主體、半導(dǎo)體、寶石、晶體材料主體 或陶瓷主體上刻劃出刻線(xiàn)。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，所述向外延伸的凹槽沿徑向?qū)R。
5. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，所述向外延伸的凹槽相對(duì)于所述切 割盤(pán)的半徑偏斜。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，所述凹槽具有相等的寬度和深度。
7. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，所述凹槽具有變化的寬度和/或深度。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，相鄰的凹槽之間的間隔是規(guī)則的。
9. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，相鄰的凹槽之間的間隔是不規(guī)則的。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，所述凹槽的深度沿徑向向外朝向 所述切割盤(pán)的周邊的方向增大，使得所述凹槽在鄰近凹入的切割邊緣處具有最大深度。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，所述凹槽的寬度沿著其長(zhǎng)度方向 恒定不變。
12. 如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其中，所述凹槽的寬度沿著其長(zhǎng)度方向 發(fā)生變化。
13. 如權(quán)利要求12所述的切割盤(pán)，其中，選擇性地移除位于所述盤(pán)的周邊處的相反的 漸縮表面的材料，從而限定具有彎曲輪廓的凸起的切割邊緣，使得所述切割盤(pán)的整個(gè)劃線(xiàn) 邊緣具有蜿蜒輪廓。
14. 如權(quán)利要求13所述的切割盤(pán)，其中，所述蜿蜒輪廓在形狀上對(duì)應(yīng)于正弦波或另一 周期性形狀。
15. 如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其包括燒結(jié)的或者膠合的金剛石顆粒。
16. 如權(quán)利要求15所述的切割盤(pán)，其包括尺寸小于3微米的金剛石顆粒。
17. 如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其包括單晶金剛石。
18. 如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的切割盤(pán)，其包括多晶金剛石。
19. 一種用于制造切割盤(pán)的設(shè)備，所述切割盤(pán)用于在主體或物體的表面上形成刻線(xiàn)，所 述設(shè)備包括支承構(gòu)件，其用于支承盤(pán)形坯件，所述坯件具有周邊部分，所述周邊部分包括徑向向外 地會(huì)聚的第一周向延伸的漸縮表面和第二周向延伸的漸縮表面；激光源，其設(shè)置為投影聚焦光束； 掩模，其成形為限定預(yù)定的切割圖案；聚焦元件，其設(shè)置為使聚焦光束經(jīng)由所述掩模而聚焦到所述坯件上；以及 平移裝置，其能夠操作而使所述坯件和所述聚焦光束相對(duì)于彼此移動(dòng)，以使得所述光 束在所述第一漸縮表面和所述第二漸縮表面中形成多個(gè)向外延伸的凹槽，相應(yīng)的漸縮表面 中的相對(duì)的凹槽的外端對(duì)齊以在其間限定凹入切割元件，其中所述凹入切割元件之間具有 凸起切割元件，使得所述切割盤(pán)的周邊部分限定具有周向延伸的相鄰的凸起切割元件和凹 入切割元件的劃線(xiàn)邊緣。
20. —種制造切割盤(pán)的方法，所述切割盤(pán)用于在主體或物體的表面上形成刻線(xiàn)，所述方 法包括支承盤(pán)形坯件，所述坯件具有周邊部分，所述周邊部分包括徑向向外地會(huì)聚的第一周 向延伸的漸縮表面和第二周向延伸的漸縮表面； 自激光源產(chǎn)生聚焦光束； 根據(jù)預(yù)定的切割圖案遮掩所述光束； 將所述光束聚焦到所述坯件上；并且使所述坯件和所述光束相對(duì)于彼此移動(dòng)，以使得所述光束在所述第一漸縮表面和所述 第二漸縮表面中形成多個(gè)向外延伸的凹槽，相應(yīng)的漸縮表面中的相對(duì)的凹槽的外端對(duì)齊以 在其間限定凹入切割元件，其中所述凹入切割元件之間具有凸起切割元件，使得所述切割 盤(pán)的周邊部分限定具有周向延伸的相鄰的凸起切割元件和凹入切割元件的劃線(xiàn)邊緣。
全文摘要
提供一種用于在主體或物體的表面上形成刻線(xiàn)的切割盤(pán)。所述切割盤(pán)包括具有周邊部分的盤(pán)形主體(10)，所述周邊部分具有徑向向外地會(huì)聚的第一周向延伸的漸縮表面(18)和第二周向延伸的漸縮表面(20)。所述周邊部分限定劃線(xiàn)邊緣(22)，所述劃線(xiàn)邊緣(22)具有周向延伸的相鄰的凸起切割元件(30)和凹入切割元件(26)。所述第一漸縮表面(18)和所述第二漸縮表面(20)中形成有多個(gè)向外延伸的凹槽(24)，并且相應(yīng)的漸縮表面(18、20)中的相對(duì)的凹槽(24)的外端對(duì)齊以在其間限定所述凹入切割元件(26)。因此，由所述切割盤(pán)限定的劃線(xiàn)邊緣(22)是具有交替的凸起(30)和凹入(26)的切割元件的連續(xù)的銳利的邊緣，所述凸起(30)和凹入(26)的切割元件沿周向彼此對(duì)齊。所述切割盤(pán)能夠由燒結(jié)或膠合的金剛石顆?；蛘咂渌挠操|(zhì)材料制造。還公開(kāi)了一種用于制造所述切割盤(pán)的設(shè)備和方法。
文檔編號(hào)C03B33/10GK101730616SQ200880002650
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者保盧斯·阿德里亞努斯·科內(nèi)利斯·克里勒, 唐笑, 赫爾曼·菲利普·霍德弗里德 申請(qǐng)人:荷蘭鉆石技術(shù)有限公司