在线状构件上印刷的方法和线锯

文档序号:1145280 发布日期:2020-09-11 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 在线状构件上印刷的方法和线锯 (Method for printing on a wire-shaped component and wire saw ) 是由 光田健洋 丹尼尔·M·伦茨 詹姆士·N·多布斯 越智荣辅 岩泽优 安达美规 苅谷润 笠 于 2019-01-28 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种在线状构件上印刷的方法,该方法包括:在支承辊和具有带有图案的弹性表面的印刷辊之间设置压紧部;将墨施加到印刷辊上并使该墨平滑;将线状构件馈送通过压紧部;以及使保留在线状构件上的墨固化。(The present invention provides a method of printing on a linear member, the method comprising: providing a nip between a backing roll and a printing roll having a patterned resilient surface; applying ink to the printing roller and smoothing the ink; feeding the linear member through the nip; and curing the ink remaining on the linear member.)

在线状构件上印刷的方法和线锯

技术领域

本发明涉及在线状构件上印刷的方法和线锯。

背景技术

在现有技术中,如专利文献1中所公开的,已知将磨粒附着于线状构件的表面的构造。专利文献1描述了一种线锯的构造,该线锯具有附着于线状构件的磨粒。

专利文献

专利文献1:JP 2011-98407A

发明内容

在现有技术中,需要进一步增强线锯的性能。此外,还需要使用简单的方法来制造这些线锯。因此,需要使用简单的方法来增强线锯的性能。

问题的解决方案

根据本发明的一个方面,在线状构件上印刷的方法包括:在支承辊与具有带有图案的弹性表面的印刷辊之间设置压紧部;将墨施加到印刷辊上并使该墨平滑;将线状构件馈送通过压紧部;以及使保留在线状构件上的墨固化。

发明的有益效果

本发明可提供一种在线状构件上印刷的方法和线锯,该方法可使用简单的方法来增强线锯的性能。

附图说明

图1A是其中使用凹版印刷辊的印刷装置的示意性侧视图,并且图1B是其中使用凸版印刷辊的印刷部的示意性侧视图。

图2A是示出其中使用凹版印刷辊的印刷部的详细构造的示意性侧视图,并且图2B是示出其中使用凸版印刷辊的印刷部的详细构造的示意性侧视图。

图3是从上侧观察印刷辊的图。

图4A是从上侧观察的印刷区域的放大图,图4B是凹版印刷辊的沿图4A的线IVb-IVb的截面图,并且图4C是凸版印刷辊的沿图4A的线IVb-IVb的截面图。

图5是示出用于线材印刷方法的处理过程的过程图。

图6A是示出从侧面观察的线材的状态的图,并且图6B是沿图6A所示的线VIb-VIb的截面图。

图7A是示出从侧面观察的线锯的状态的图,图7B是沿图7A所示的线VIb-VIb的截面图,并且图7C是沿图7A所示的线VIIc-VIIc的截面图。

图8A是示出根据实施例1的实施方案的线锯的照片,并且图8B是示出根据实施例2的实施方案的线锯的照片。

图9是根据实施例3的实施方案的对其进行凸版印刷和镀覆过程的线材的照片。

图10是示出实施例1和比较例1的测试结果的表。

图11是示出实施例2和比较例2的测试结果的表。

具体实施方式

接下来,将参照附图详细描述本发明的实施方案。注意,在下面的描述中,相同的附图标记用于彼此相同或等同的部件,并且将省略这些部件的冗余描述。

参照图1,对根据本发明的实施方案的在线状构件上印刷的方法以及用于制造线锯的装置进行描述。图1A是其中使用凹版印刷辊的印刷装置的示意性侧视图。用于制造线锯的制造装置1包括图1A所示的印刷装置100和镀覆装置200。如图1A所示,印刷装置100包括线材馈送部10、印刷部11、固化部12和卷绕部13。图1B示出了印刷部11,其中使用了凸版印刷辊。

线材馈送部10馈送多根线材20。线材20在相互独立的状态下或在每股线在与馈送方向正交的方向上对准的状态下由线材馈送部10馈送(例如,参照图3以及图4A和图4B)。在本实施方案中,线材20以在水平方向上对准的状态被馈送、印刷、固化和卷绕。线材馈送部10至少具有送出线轴21。送出线轴21是将多根线材20卷绕成辊的构件。送出线轴21通过旋转将处于卷绕状态的线材20送出。注意,线材馈送部10可具有调节轮(dancer pulley),该调节轮通过在水平方向上移动来稳定线材20的张力。从线材馈送部10馈送的线材20被提供到印刷部11。

线材20的材料选自由金属、树脂、玻璃纤维和橡胶构成的组。金属可以是诸如钢丝、铜线等的材料。树脂选自诸如尼龙、PET等的材料。玻璃纤维是诸如石英玻璃、无碱玻璃等的材料。橡胶是诸如乳胶、硅橡胶等的材料。

印刷部11在线材20上进行印刷。印刷部11在多根对准的线材20上同时进行印刷。图2是示出印刷部11的详细构造的示意性侧视图。如图2A所示,其中使用凹版印刷辊的印刷部11包括凹版印刷辊25、支承辊26、供墨部27和刮墨刀28、29。如图2B所示,其中使用凸版印刷辊的印刷部11包括凸版印刷辊33、支承辊26、供墨部27和刮墨刀280、29。

印刷辊25、33各自通过将墨90提供至线材20的外周表面来进行印刷。印刷辊25、33各自被放置成使得旋转轴线沿水平方向延伸。印刷辊25、33在外周侧上各自具有由弹性构件构成的弹性层31、310。印刷辊25、33的外周侧的表面25a、33a各自具有作为弹性层31的外周表面。弹性层31、310可由例如橡胶、树脂等制成。下面提供对凹版印刷辊25和凸版印刷辊33的细节的描述。

支承辊26将线材20压靠在印刷辊25或33上,并且将线材20压制到印刷辊25或33上。支承辊26设置在其中在垂直方向上支承辊26与印刷辊25或33相对的位置处。支承辊26被放置成使得旋转轴线沿水平方向延伸。

在印刷辊25或33的外周侧的表面25a或33a与支承辊26的外周侧的表面26a之间形成压紧线材20的压紧部30。在印刷辊25或33的上端侧的表面25a或33a与支承辊26的下端侧的表面26a之间形成压紧部30。在压紧部30中,印刷辊25的表面25a和支承辊26的表面26a可彼此分离或彼此接触。印刷辊25或33和支承辊26旋转,以便沿纵向方向馈送被压紧部30压紧的线材20。压紧部30同时馈送至少两根线材20。在图2A和图2B中,印刷辊25、33沿顺时针方向旋转。支承辊26沿逆时针方向旋转,该逆时针方向为与印刷辊25、33相反的方向。

凹版印刷

供墨部27将墨90提供至凹版印刷辊25。供墨部27包括供墨盘27a、泵27b和墨槽27c。供墨盘27a保持墨90,并且凹版印刷辊25的在下端侧的一部分浸入墨90中。因此,供墨盘27a可结合凹版印刷辊25的旋转而使墨90附着于凹版印刷辊25的表面25a。墨槽27c存储墨90。泵27b将墨槽27c中的墨90提供至供墨盘27a。

刮墨刀28去除已经附着于凹版印刷辊25的表面25a的多余墨90。刮墨刀28的顶端部设置在与凹版印刷辊25的表面25a接触或接近表面25a的位置处。刮墨刀29去除已经附着于支承辊26的表面26a的墨90。刮墨刀29的顶端部设置在与支承辊26的表面26a接触或接近表面26a的位置处。

凸版印刷

供墨部27将墨90提供至凸版印刷辊33。供墨部27包括供墨盘27a、泵27b和墨槽27c。墨90存储在供墨盘27a中,并且网纹辊32的在下端侧的一部分浸入墨90中。因此,供墨盘27a可结合着网纹辊32的旋转而使墨90附着于网纹辊的表面32a。墨槽27c存储墨90。泵27b将墨槽27c中的墨90提供至供墨盘27a。

刮墨刀280去除已经附着于网纹辊32的表面32a的剩余墨90。刮墨刀280的顶端部分被设置成与网纹辊32的表面32a接触或接近表面32a。通过将附着于网纹辊32的墨转移到凸版印刷辊33的突出部分上,并且将该突出部分上的墨转移到线材表面上,来进行在线材表面上的印刷。

刮墨刀29去除已经附着于支承辊26的表面26a的墨90。刮墨刀29的顶端部设置在与支承辊26的表面26a接触或接近表面26a的位置处。

墨90是用于镀覆的抗蚀剂。此外,墨90是可固化材料。例如,墨90可为可光固化材料。墨90是100%固体组分。100%固体组分表示仅包含固体组分,并且不包含溶剂(有机溶剂或水)。墨90可为例如丙烯酸单体。此外,例如,墨90可为诸如环氧树脂等的热固化材料。

接下来,参照图3以及图4A至图4C对印刷辊25、33的详细构造进行描述。图3是从上侧观察印刷辊25或33的图。在图3中,省略了支承辊26。图4A至图4C是印刷辊25或33的印刷区域E1的放大图。图4A是从上侧观察的印刷区域E1的放大图。图4B是在印刷辊是凹版印刷辊的情况下的沿图4A的线IVb-IVb的截面图。图4C是在印刷辊是凸版印刷辊的情况下的沿图4A的线IVb-IVb的截面图。如上所述,印刷辊25和33分别在外周侧上具有弹性层31和310。

因此,印刷辊25和33分别具有弹性表面25a和33a。注意,可将表面25a、33a的硬度(即,弹性层31和310的硬度)设置在基于JIS标准的硬度计硬度A(JIS K6253-1997类型A硬度计)的10度至90度的范围内。在表面25a、33a中的每一个表面上形成其中在线材20上进行印刷的印刷区域E1。印刷区域E1形成在表面25a的轴向方向的中央部处。线材20在两根或更多根线材在轴向方向上对准的状态下并且在与印刷区域E1接触的状态下被馈送。在印刷区域E1上形成用于印刷的预定图案。因此,墨90根据印刷区域E1的图案附着于线材20的表面。注意,具有弹性的表面25a、33a中的每一个表面都可至少形成在印刷区域E1中,并且印刷区域E1以外的区域的表面可不具有弹性。

如图4A所示,在印刷区域E1的表面25a、33a上形成多个凹槽60或多个突出部分61。以恒定的间距形成凹槽60或突出部分61,并且其间具有间隙。凹槽60或突出部分61相对于轴向方向倾斜。凹槽60或突出部分61相对于轴向方向的倾斜角θ1可为0°或更大且小于90°,并且更优选地大于0°且为80°或更小。在本实施方案中,倾斜角θ1被设定为45°。

如图4B所示,在印刷辊为凹版印刷辊的情况下,凹槽60具有为矩形截面的形状。凹槽60的宽度可设定为0.01mm至10mm。凹槽60的深度可设定为0.001mm至1mm。凹槽60之间的间隙可设定为0.01mm至10mm。凹槽60的间距可近似为相等间距,或者可不具有相等间距。凹槽60的内部保持墨90。因此,线材20在被馈送的同时与表面25a接触,并且在凹槽60中与墨90接触。这导致墨90附着于线材20的表面。墨90以与凹槽60的图案相对应的位置和形状保持在线材20的表面上。注意,墨90不附着于线材20的表面的沿周向方向的一部分。也就是说,墨90不附着于线材20a的与凹版印刷辊25相对的表面的区域(参照图6B)。

如图4C所示,在印刷辊为凸版印刷辊的情况下,突出部分61具有为矩形截面的形状。突出部分61的宽度可设定为0.01mm至10mm。突出部分61的高度可设定为0.001mm至1mm。突出部分61之间的间隙可设定为0.01mm至10mm。突出部分61的间距可近似为相等间距,或者可为不相等的间距。墨90被保持在突出部分61上。因此,线材20在被馈送的同时与表面33a接触,并且与突出部分61上的墨90接触。这导致墨90附着于线材20的表面。墨90以与突出部分61的图案相对应的位置和形状保持在线材20的表面上。注意,墨90不附着于线材20的表面的沿周向方向的一部分。也就是说,墨90不附着于线材20的与凸版印刷辊33相对的表面的区域上(参照图6B)。

返回图1,固化部12使由线材20保持的墨90固化。固化部12在允许线材20穿过内部空间的同时使内部空间中的墨90硬化。在墨90为光固化材料的情况下,固化部12在内部空间中具有光源。光源可为例如照射紫外线的LED。固化部12可相对于被馈送的线材20在周向方向上的多个位置处具有光源。例如,固化部12可在线材20周围具有三个光源,并且可从三个方向向线材20照射光。因此,固化部12可沿着整个圆周将光照射到线材20。如上所述,墨90附着于线材20的在周向方向上的一部分。然而,由于线材20的扭曲等的影响,在已经附着墨90的部分的周向方向上的位置在印刷时间和固化时间之间可能改变。同样在这种情况下,不管墨90在周向方向上的位置如何,固化部12都可向墨90照射光。注意,在墨90为热固化材料的情况下,固化部12具有加热器。

卷绕部13在印刷部11和固化部12的下游侧卷绕线材20。在印刷后卷绕部13卷绕多根线材20。卷绕部13具有至少一个卷绕线轴44。卷绕线轴44是在线材20在与纵向方向正交的方向上对准的状态下卷绕线材的构件。卷绕线轴44通过旋转以卷绕状态卷绕线材20。卷绕部13可具有调节轮和绞盘轮(capstan pulley),该绞盘轮通过表面上的摩擦力来调节线材20的馈送速度。

镀覆装置200在线材20的表面上进行镀覆。如上所述,墨90为镀覆用抗蚀剂材料。因此,在线材20的表面上除了保持墨90的区域之外进行镀覆。镀覆装置200具有送出部51、卷绕部52和多个槽53。

镀覆装置200具有多个槽53,在送出部51与卷绕部52之间沿线材20的纵向方向依次排列该多个槽53。送出部51沿横向方向送出线材20,并且卷绕部52将沿横向方向馈送的线材20卷绕。沿横向方向馈送的线材20向下移动,跨过槽53上方的中继辊54A。线材20浸入槽53中的液体中,并且向上移动,跨过槽53中的中继辊54B。从槽53中的液体中移出线材20,然后沿横向方向在槽53上方移动跨过中继辊54C。

镀覆装置200至少包括用作镀覆槽的槽53。镀覆槽在线材20的未被抗蚀剂(墨90)覆盖的部分上形成镀覆层。镀覆槽包含含有磨粒的浆料。换句话说,包含磨粒的浆料作为镀覆液存储在与镀覆槽相对应的槽53中。因此,可在未被抗蚀剂(墨90)覆盖的部分中抛光线材20。磨粒为例如碳化硅、金刚石等的颗粒。基本上所有的磨粒具有10μm或更小,或者7μm或更小的尺寸。注意,该尺寸是具有最大宽度的磨粒的部分的尺寸。注意,短语“基本上所有磨粒”表示在制造误差的范围内允许存在不在数值范围内的磨粒,但是其他磨粒都在上述数值范围内。例如,“所有磨粒的90%或更多”可被认为是“基本上所有磨粒”。除了磨粒之外,镀覆液还可包含pH调节剂/平滑剂等。

此外,镀覆装置200具有槽53,在执行镀覆之前,该槽53中存储有用于去除线材20的表面上的涂层的化学物质。此外,镀覆装置200具有用于清洁化学物质和镀覆液的槽53。

接下来,参照图5对用于线材20的印刷方法进行描述。图5是示出用于线材20的印刷方法的处理过程的过程图。

首先,执行用于准备印刷辊25或33以及支承辊26的准备过程(步骤S10)。准备过程S10是在支承辊26与具有在其上形成图案的弹性表面25a或33a的印刷辊25或33之间设置压紧部30的过程(参照图2A和图2B)。在准备过程S10中,对将线材20压紧在压紧部30内的压力等进行调节。

接下来,执行用于将墨90施加到印刷辊25或33的墨施加过程(步骤S20)。墨施加过程S20是将墨90施加到印刷辊25或33并使墨平滑的过程。在墨施加过程S20中,供墨部27将墨90施加到印刷辊25或33的表面25a或33a。当这种情况发生时,在凹版印刷辊25中,墨90进入印刷区域E1的凹槽60。此外,刮墨刀28使凹版印刷辊25的表面25a上的墨90平滑。从而,表面25a上的墨90被刮墨刀28去除,并且凹槽60内的墨90保留。墨90被保留在印刷区域E1的凹槽60中。另一方面,在凸版印刷辊33中,网纹辊32的表面32a上的墨90被施加到凸版印刷辊33的突出部分61上并通过润湿和铺展而平滑,并且墨90被保留在凸版印刷辊33的突出部分61上。

接下来,执行在线材20的表面上进行印刷的印刷过程(步骤S30)。印刷过程S30是将线材20馈送通过压紧部30的过程。从而,在墨施加过程S20中被施加到印刷辊25或33的表面25a或33a上的墨90附着于线材20上。印刷过程S30是其中将至少两根线材20同时馈送通过压紧部30的过程。

图6A和图6B是示出印刷后的线材20的状态的图。图6A是示出从侧面观察的线材20的状态的图。图6B是沿图6A所示的VIb-VIb的截面图。如图6B所示,墨90将部分螺旋形图案70施加到线材20,使得可被抛光的区域具有倾斜的形状(参照稍后将描述的图7A)。在墨90的部分螺旋形图案70中,墨90仅形成在线材20的周向方向的一部分上,并且形成沿周向方向延伸以便相对于线材20的轴向方向倾斜的具有图案的部分。当参照图6A和图6B详细描述“部分螺旋”图案时,假设通过将带以螺旋形卷绕在线材20的表面上而形成的图案。在消除了属于第一部分P1的区域的带并且将属于第二部分P2的带留在螺旋形图案之外的情况下,形成与图6A和图6B所示的图案相似的图案。保留一部分螺旋形状的图案对应于具有“部分螺旋形状”的图案。

如图6B所示,线材20的表面20a的一部分沿周向方向被墨90的图案70覆盖,而另一部分从图案70露出。在线材20的整个圆周为360°的情况下,θ2例如可被设定为10°至300°。注意,由于印刷辊25或33的表面25a或33a具有弹性,并且线材20相对于表面25a或33a下沉,因此墨90的图案70的角度θ2变得大于180°。

墨90的图案70的周向方向上的端部70a沿着线材20的轴向方向延伸。在图6B中,端部70a平行于轴向方向形成,但是可以是由于印刷产生的任何形状。图案70的轴向方向上的端部70b相对于轴向方向倾斜。注意,端部70b相对于轴向方向的倾斜角度根据印刷辊25或33的表面25a或33a的凹槽60或突出部分61的倾斜角度θ1(参照图4A至图4C)确定。图案70在线材20的轴向方向上与其他图案70分开放置。一个图案70和另一图案70之间的空间是整个圆周上从墨90露出的部分。如图6B所示,在一对图案70之间的整个圆周上露出表面20a的部分和从墨90的图案70露出的线材20的表面20a的部分相互连接。

在线材20的周向方向上的区域中,将形成图案70的区域称为第一部分P1,并且将未形成图案70的区域称为第二部分P2。当这种情况发生时,在轴向方向上在第一部分P1中连接从墨90露出的表面20a。在第二部分P2中间歇地形成墨90的图案70,并且间歇地形成从墨90露出的表面20a。

接下来,执行固化过程,该固化过程使存储在线材20中的墨90固化(步骤S40)。用于线材20的墨90的图案70在固化过程S40中被固化。

接下来,执行镀覆线材20的镀覆过程(步骤S50)。镀覆过程S50是使线材20通过作为镀覆槽的槽53以使得线材20的一部分未被抗蚀剂镀覆的图案70覆盖的过程。

下面对镀覆过程S50进行详细描述,镀覆过程S50为将钢琴线用作线材20时的过程。首先,镀覆装置200从线材20的表面去除油。当这种情况发生时,线材20穿过槽53,槽53存储用于脱油的化学液体。注意,然后清洗线材20。接下来,镀覆装置200去除形成在线材20的表面上的黄铜镀层。在该过程中,从线材20的未形成墨90的图案70的区域去除黄铜镀层。当这种情况发生时,线材20穿过槽53,槽53存储去除黄铜镀层的化学物质。注意,然后清洗线材20。接下来,镀覆装置200从线材20的表面去除氧化层。当这种情况发生时,线材20穿过槽53,槽53存储用于去除氧化层的化学物质。然后,镀覆装置200对线材20的未形成墨90的图案70的区域进行镀覆。当这种情况发生时,线材20穿过存储镀覆液的槽53。

图7A至图7C是示出经镀覆的线材20,或者换句话说,线锯80的图。图7A是示出从侧面观察的线锯80的图。图7B是沿图7A所示的VIIb-VIIb线的截面图。图7B是沿图7A所示的VIIc-Viic线的截面图。如图7A所示,线锯80具有线状体82。线状体82在线材20的未被抗蚀剂即墨90的图案70覆盖的部分中具有包含磨粒的镀覆层81。线状体82具有设置有部分螺旋形图案70的镀覆用抗蚀剂材料。线状体82在线状体82中的未被抗蚀剂材料覆盖的部分上具有抛光材料(换句话讲,镀覆层81)。镀覆层81用作可使用上述构造抛光对象的抛光部分。图案70用作排出碎屑的排出凹槽。

如图7B所示,在线材20的其上形成墨90的图案70的部分上未形成镀覆层81,并且在线材20的未形成图案70的部分上形成了镀覆层81。如图7C所示,相对于围绕线材20的整个圆周未形成图案70的部分,在线材20的整个圆周上形成镀覆层81。线状体82具有可相对于第一部分P1沿着轴向方向连续地抛光的镀覆层81,并且具有可相对于第二部分P2在其间***有图案70的情况下沿着轴向方向间歇地抛光的镀覆层81。

接下来,将对根据本实施方案的在线状构件上的印刷方法和线锯80的功能和效果进行描述。

在线材(线状构件)20上的印刷方法包括:在支承辊26和具有在其上形成图案的弹性表面25a或33a的印刷辊25或33之间设置压紧部30,将墨90施加在印刷辊25或33上并使墨平滑,将线材20馈送通过压紧部30,以及使保留在线材20上的墨90固化。

在该印刷方法中,将线材20馈送通过在施加有墨90的印刷辊25或33与支承辊26之间的压紧部30。由此,印刷辊25或33上的墨90被保持在线材20上。当线材20穿过压紧部30时,线材20被支承辊26压向印刷辊25或33。印刷辊25或33具有弹性表面25a或33a并具有形成的图案。由于线材20沉入到印刷辊25或33的表面25a或33a中,因此线材20可在周向方向上在宽范围内与印刷辊25或33的表面25a或33a接触。换句话说,可在可充分反射印刷辊25或33的图案的条件下,将墨90施加到线材20上。通过在该状态下使保留在线材20上的墨90固化,可在线材20上进行充分反射印刷辊25或33的图案的印刷。因此,印刷辊25或33可将图案施加至线材20,这可提高线锯的性能。此外,通过一种简单的过程来执行这种印刷,在该过程中,线材20穿过压紧部30。如上所述,可使用这种简单方法来提高线锯的性能。

在印刷方法中,墨90可以是相对于镀覆的抗蚀剂。在这种情况下,可在线材的表面的未用墨90印刷的一部分上进行镀覆。

在印刷方法中,墨90可以是100%固体组分。在这种情况下,可省略用于蒸发溶剂的干燥过程。可更容易地控制印刷期间的厚度。

在印刷方法中,可同时馈送至少两根线材20通过压紧部30。可同时相对于至少两根线材20执行印刷。由此,可提高印刷效率。

在印刷方法中,线材20的材料可选自由金属、树脂、玻璃纤维和橡胶构成的组。

印刷方法可包括使线材20穿过镀覆槽以使得线材20的未被抗蚀剂覆盖的部分被镀覆的附加过程。从而,可在线材20的未用墨90印刷的部分上进行镀覆。

在印刷方法中,镀覆槽可具有包含磨粒的浆料,从而使线材20的未被抗蚀剂覆盖的部分成为可被抛光的状态。在这种情况下,可制造线锯,其中未被抗蚀剂覆盖的部分或换句话说未被墨90印刷的部分被制成抛光部分。此外,印刷辊25或33可在线材20上施加抗蚀剂图案,使得可提供具有可提高线锯的性能的形状的抛光部分。

在印刷方法中,墨90可被施加有部分螺旋图案,使得可被抛光的区域具有倾斜的形状。当发生这种情况时,可提供具有抛光部分和墨90的交替图案的线锯。因此,线锯可容易地切割物体。倾斜的抛光部分之间的区域(未用墨90印刷的区域)用作用于冲洗切割时产生的抛光屑的通道。由此,可提高线锯的性能。

磨粒的最大宽度部分相对于线状构件的直径的尺寸为0.50或更小,优选地为0.30或更小。大于0.50的尺寸导致磨粒从线状构件频繁脱落并且导致差的耐久性。此外,磨粒在镀覆期间趋于附聚,并且显示出差的加工性。

通过使磨粒变小,可使切割面的粗糙度变精细。但是,当使磨粒变小时,切割性能降低。因此,通过使磨粒的密度为高致密,可控制切割性能的降低。然而,当使磨粒具有高密度时,可能更容易发生由抛光屑的堵塞引起的性能降低。相比之下,根据本实施方案的印刷方法提供的线锯由于墨90的图案而具有用于冲洗抛光屑的通道。因此,线锯可在控制堵塞的同时使磨粒变小并且使磨粒具有高密度。由于线锯将磨粒散布在镀覆层中的多个层上,因此即使在通过重复抛光使抛光表面磨损的情况下,新的磨粒也可露出(自生)。

线锯是具有线状体的线锯,线状体具有被施加有部分螺旋图案的用于镀覆的抗蚀剂材料,线状体的未被抗蚀剂材料覆盖的部分具有抛光材料(即,镀覆层81),抛光材料在粘结剂中包含磨粒,并且为了使切割表面非常精细,例如对于半导体衬底等,基本上所有磨粒的最大宽度部分的尺寸为10μm或更小。作为这些磨粒,例如,可使用诸如金刚石和氧化铝的材料。

由于使用了10μm或更小的磨粒,因此线锯可减少切割期间开口的粗糙度。线状体通过抗蚀剂材料被施加有部分螺旋图案。图案化部分不具有抛光材料。图案化部分可排出切割时的碎屑。从而,可控制抛光材料在切割部分处的堵塞。如上所述,可提高线锯的切割速度,并且可减小开口的粗糙度。

相对于线锯,基本上所有的磨粒实际上都可为7μm或更小。在这种情况下,可提高切割性能。

同时,在对诸如蓝宝石之类的具有高硬度的材料进行抛光的情况下,基本上,可使用15μm或更大的磨粒。这是因为,在对具有高硬度的材料进行抛光的情况下,如果磨粒小,则磨粒会在短时间内被磨耗而无法使用。具有大粒径的磨粒的使用降低了加工应力,这是因为由于印刷而通过图案提高了切屑的排出效率,促进了加工液的渗透,并且排出了加工热。

线状构件可选自由金属、树脂、玻璃纤维和橡胶构成的组。

本发明不限于上述实施方案。

例如,印刷辊25、33的图案不限于倾斜凹槽的阵列。例如,可使用诸如点和格子的图案。换句话说,由线锯的抛光材料和抗蚀剂材料形成的图案也不限于上述实施方案。例如,图案可以是常规图案。

用于执行印刷方法的装置结构也不限于上述实施方案,并且可应用任何装置结构,只要该装置在不偏离目的的范围内即可。

例如,施加到印刷辊25、33的墨90可包括磨粒。当这样做时,印刷辊25、33可直接在线材20上印刷抛光部分的图案。

实施例

实施例1

准备钢琴线作为线材。该线材在表面上具有Cu-Zn镀层,并且直径为100μm。准备具有图1中所示的构造的印刷装置。准备光固化墨90作为施加到凹版印刷辊上的墨90。墨90包含具有丙烯酸类单体作为主要组分的材料。凹版印刷辊的凹槽间距为300μm,凹槽宽度为100μm,并且凹槽深度为50μm。凹槽的倾斜角为45°。凹版印刷辊的直径为102mm。构成凹版印刷辊的表面的橡胶的硬度为81。在固化部中在线材周围提供间隔为120°的3个UV-LED(λ=365nm)。通过水冷将固化部分保持在室温下。在固化部吹扫N2。印刷装置中的线速度为6mpm。紫外线输入为130.4V/0.36A。以15L/min吹扫N2。注意,在排列130根线材的条件下进行印刷。使用这种类型的印刷装置在线材上进行印刷。墨90图案在轴向方向的尺寸为130μm。图案之间的间隔(在其上形成可抛光的镀覆层的部分)的尺寸为150μm。

准备具有图1所示的构造的镀覆装置。镀覆装置进行除油、清洗、黄铜去除、清洗、氧化层去除以及Ni镀覆。使用从日本原子技术公司(Atotech Japan)获得的金属清洁剂373(NaOH溶液+Na2SiO3溶液,pH 12.35,40℃)进行除油。在室温下进行清洗。使用Melstrip Cu3940(氨和铜络合物,pH9,40℃)进行黄铜去除。使用2%HCl(25℃)进行去除氧化层。电镀装置的线速度为0.15mpm。镀覆槽中的浆料含有

Figure BDA0002606409950000131

的金刚石颗粒作为磨粒(磨粒最大宽度部分的尺寸/线径=0.09)。Ni镀覆层的厚度为15μm。以这种方式提供图8A所示的线锯。该线锯为实施例1。

实施例2

以与实施例1相同的方式进行制造,不同之处在于将线材的直径改变为180μm,使用具有为20μm的磨粒的最大宽度部分的尺寸的金刚石作为磨粒,并且将用于镀覆装置的线速度改变为9mpm(磨粒的最大宽度部分的尺寸/线径=0.11)。以这种方式提供图8B所示的线锯。

实施例3

准备钢琴线作为线材。该线材在表面上具有Cu-Zn镀层,并且直径为180μm。准备具有图1B中所示的构造的凸版印刷装置。准备光固化墨90作为施加到印刷辊上的墨90。墨90包含具有丙烯酸类单体作为主要组分的材料。凸版印刷辊的凹槽间距为800μm,凹槽宽度为600μm,并且凹槽深度为500μm。凹槽的倾斜角为45°。凸版印刷辊的直径为102mm。向凸版印刷辊供墨的网纹辊的凹槽容积为18cc/m2。构成凸版印刷辊的表面的橡胶的硬度为81。在固化部中在线材周围提供间隔为120°的3个UV-LED(λ=365nm)。通过水冷将固化部分保持在室温下。在固化部吹扫N2。印刷装置中的线速度为8mpm。紫外线输入为130.4V/0.36A。以15L/min吹扫N2。注意,在排列130根线材的条件下进行印刷。使用这种类型的印刷装置在线材上进行印刷。墨90的图案在轴向方向的尺寸为500μm。图案之间的间隔(在其上形成可抛光的镀覆层的部分)的尺寸为800μm。然后,以与实施例1相同的方式进行镀覆过程,不同之处在于不带磨粒而进行镀覆,并且得到了如图9所示进行了凸版印刷及镀覆过程的线材。

比较例1

作为相对于实施例1的比较例,准备了Ni镀覆的线锯,以便将约30μm的金刚石磨粒施加到线材表面上。比较例1的线锯没有图案,并且在线材的整个表面上形成磨粒。

比较例2

通过对表面进行约10μm的厚度的Ni镀覆而将约30μm的金刚石磨粒施加到直径为180μm的线材的表面上,从而制备了作为相对于实施例2的比较例的线锯。比较例2的线锯没有图案,并且在线材的整个表面上形成磨粒。

切割测试1

对上述实施例1和比较例1进行切割测试。在切割测试中,通过将线锯送入送出辊与卷绕辊之间,并且在每个辊之间放置一个测试件,来切割线锯。线锯的张力为12N,线速度为4.7mpm,并且线长度为5.3m。使用蓝宝石作为测试件。使用实施例1和比较例1在测试体上重复进行50次切割。确定与切割次数有关的切割深度,并且将1次至20次的平均切割深度用作第一平均值。第一平均值是线锯在使用开始时的切割能力。从30次至50次的切割深度的平均值为第二平均值。第二平均值是在多次使用的条件下的线锯的切割能力。如图9所示,将“(第二平均值/第一平均值)×100”计算为切割能力保持率,该切割能力保持率是第二平均值相对于第一平均值的比率,该值是表示当线锯从新的状态变为使用多次的状态时,切割能力降低程度的值。如图9所示,实施例1具有比比较例1高的切割能力保持率,换句话讲,控制了能力的降低。

目视检查

观察使用实施例1和比较例1进行切割时的条件以及刚切割后的切割面。观察到使用比较例1进行切割时切割工具的外观。在比较例1中,在放置于切割面的下侧的平板上几乎没有观察到制冷剂的附着。在比较例1的切割面上观察到许多抛光屑和掉落的磨粒。另一方面,在实施例1的切割面下方的平板上观察到从线锯落下的制冷剂的附着。此外,残留在切割表面上的抛光屑和磨粒少于比较例1。从线锯的凹槽部分冲洗除制冷剂外的抛光屑和磨粒。

切割测试2

对上述实施例2和比较例2进行切割测试。通过使用得自高鸟株式会社(TakatoriCorporation)的多线锯MWS612-DD,用实施例2和比较例2中的每一者的线锯切割用作测试件的蓝宝石(

Figure BDA0002606409950000151

英寸,60mm长,平面方向C),进行切割测试。表面粗糙度的平均值和晶片厚度的平均值示于图11的表中。根据JIS B 0601,通过接触式扫描测量装置测量表面粗糙度。实施例2和比较例2的加工前的包含磨粒的最大直径分别为约240μm和245μm,将线锯以840μm的间距进行排列,并且进行了测试件加工。在实施例2中,通过在表面上形成的部分螺旋状的凹槽来提高切屑的排出效率,促进了加工液的渗透,提高了加工热的排出效率,并且提高了加工稳定性。因此,实施例2提供了具有甚至更小的表面粗糙度和更大的厚度的晶片。

参考标记列表

20 线材(线状构件)

25 凹版印刷辊

26 支承辊

30 压紧部

70 图案

80 线锯

82 线状体

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