(57)【要約】【課題】脆性材料の周縁部の面取り部分にチッピングを発生させずに鏡面加工することができ、切粉が残留せず、寿命も長いレジノイド研削砥石を提供する。【解決手段】レジノイド研削砥石１は、脆性材料の周縁部の面取り部分を研削加工するレジノイド研削砥石であり、合成樹脂結合剤に砥粒３及び添加剤４を分散させた砥粒層２を備えている。砥粒層２に含まれる合成樹脂結合剤はエポキシ樹脂であり、砥粒層２の圧縮弾性率は１２ＭＰａである。砥粒３の粒径は３５μｍであり、砥粒３は、ダイヤモンド３ａの表面にＮｉを含む金属被覆層３ｂを形成したものである。添加剤４はガラス状カーボンであり、その形状は短径と長径の比が１．０９の球形である。砥粒３及び添加剤（ガラス状カーボン）４の合計含有量は６０ｖｏｌ％であり、添加剤（ガラス状カーボン）４の粒径が、砥粒３の粒径の８０％である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料の周縁部の面取り部分を研削加工するレジノイド研削砥石であって、
合成樹脂結合剤に砥粒及び添加剤を分散させた砥粒層を備え、
前記砥粒層の圧縮弾性率が１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａであり、
前記砥粒の粒径が１０μｍ〜１００μｍであるレジノイド研削砥石。
【請求項２】
前記合成樹脂結合剤が、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂のうちの何れか１以上を含むものであり、
前記砥粒が、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、Ａｌ2О3（酸化アルミニウム）うちの何れか１以上を含むものであり、
前記添加剤がガラス状カーボンを含むものである請求項１記載のレジノイド研削砥石。
【請求項３】
前記砥粒及び前記ガラス状カーボンの合計含有量が３０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％である請求項２記載のレジノイド研削砥石。
【請求項４】
前記砥粒が、ニッケルを含む金属被覆層を有するものである請求項１〜３の何れかの項に記載のレジノイド研削砥石。
【請求項５】
前記ガラス状カーボンの粒径が、前記砥粒の粒径の１０％〜１００％である請求項２〜４の何れかの項に記載のレジノイド研削砥石。
【請求項６】
前記ガラス状カーボンの形状が、その短径と長径の比が１．０〜１．１の球形である請求項５記載のレジノイド研削砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料の周縁部の面取り部分を研削加工するレジノイド研削砥石、特に、結合剤として合成樹脂を用いたレジノイド研削砥石に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハや、自動車や液晶などに使用されるガラスなどの脆性材料の製造工程においては、従来、図６に示すような作業工程に沿って研削加工が行われている。図６に示すように、一定形状に「スライス、切断」された脆性材料１０の周縁部１０ａに対し、メタルボンド研削砥石１１による面取り加工が行われ（粗工程）、この後、面取り部分１０ｂ及び端面部１０ｃにレジノイド研削砥石１２による仕上げ加工が施され（仕上げ工程）、最後に「洗浄などの不純物除去工程」が行われている。
【０００３】
前述した仕上げ工程においては、図７，図８，図９に示すように、脆性材料１０の面取り部分１０ｂに対し、レジノイド研削砥石１２の外周に形成された溝部１２ａを当接させて研削することにより、端面部分１０ｃに存在する凹凸部分の除去、面取り部分１０ｂと側面部１０ｄとの境界付近に存在するチッピング１０ｔの除去、並びに面取り部分１０ｂや端面部分１０ｃなどに残留する切粉の除去が行われている。
【０００４】
仕上げ工程において使用されるレジノイド研削砥石として、例えば、特許文献１に記載された「レジノイド研削砥石」などがある。この「レジノイド研削砥石」は、砥粒と充填材を結合剤に分散して成り、充填材として有機質中空体を含有し、結合剤として硬化樹脂を含有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５６７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レジノイド研削砥石１２による仕上げ加工が施され（仕上げ工程）、最後に「洗浄などの不純物除去工程」が行われているのは、不純物除去工程で除去されないまま、被研削面に残留している切粉は、後工程である電子部品の組立工程などにおいて脆性材料１０の表面や裏面に移動して付着してコンタミとなり、最終製品であるパソコンやＴＶの動作不良の原因になるためであるが、近年のディスプレイの高精度化（４Ｋ化、８Ｋ化）に伴い、従来よりも高い不純物除去レベルが求められている。
【０００７】
レジノイド研削砥石１２による仕上げ加工が施されても（仕上げ工程）、脆性材料１０の被研削面の面粗さが細かくならなかった場合、図４（ｂ）に示すように、凹凸部分に嵌り込んだ切粉１３が不純物除去工程においても除去されず、そのまま残留することが多い。従来のレジノイド研削砥石１２を構成する結合剤は圧縮弾性率が高く（硬く）、弾性変形し難いので、図６〜図８に示すように、レジノイド砥石１２を用いて脆性材料１０の面取り部分１０ｂ及び端面部分１０ｃの研削を行った場合、図３（ｂ）に示すように、脆性材料１０の被研削面に存在する凹凸部分を欠損させたり、面粗さを細かくすることができなかったりすることが多い。
【０００８】
一方、特許文献１に記載された「レジノイド研削砥石」においては、研削効率の低下を抑制するために、充填材として有機質中空体を含有しているが、砥石表面に有機質中空体（気孔）が存在するが故に、研削作業中、当該有機質中空体内（気孔内）にガラスの切粉が堆積し、堆積した切粉が被研削物に傷を発生させ、面粗さを悪化させることがある。
【０００９】
また、前記「レジノイド研削砥石」は、充填材として有機質中空体を含有しているので、砥石としての寿命が低下する面があることも否定できない。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、脆性材料の周縁部の面取り部分にチッピングを発生させずに仕上げ研削することができ、切粉が残留せず、寿命も長いレジノイド研削砥石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のレジノイド研削砥石は、脆性材料の周縁部の面取り部分を研削加工するレジノイド研削砥石であって、
合成樹脂結合剤に砥粒及び添加剤を分散させた砥粒層を備え、
前記砥粒層の圧縮弾性率が１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａであり、
前記砥粒の粒径が１０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記砥粒層の圧縮弾性率は「株式会社島津製作所」の圧縮試験機「オートグラフ」を使用し、「ＪＩＳ Ｋ ７１８１」に準じて測定した結果である。詳しくは、直径１２ｍｍ×長さ１０ｍｍのテストピースを試験条件「送り速度３ｍｍ／ｍｉｎ」で圧縮試験したときに得られる計測値（圧縮弾性率）である。
【００１３】
なお、前記砥粒層の圧縮弾性率が１０ＭＰａ未満であると工具寿命が低下するという傾向が生じ、１０００ＭＰａを超えると研削時の発熱により加工面が熱影響を受けたり、面取り部にチッピングが発生したりするという傾向が生じるので、前記砥粒層の圧縮弾性率は１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲内が好適である。
【００１４】
また、前記砥粒の粒径が１０μｍ未満であると耐摩耗性が極端に低下し、１００μｍを超えるとチッピングが発生するので、前記砥粒の粒径は１０μｍ〜１００μｍの範囲が好適である。
【００１５】
なお、前記砥粒の「粒径」とは「メジアン径」であり、「メジアン径」の測定方法は「ＪＩＳ Ｚ ８８２５」に準じる。
【００１６】
前記レジノイド研削砥石においては、
前記合成樹脂結合剤が、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂のうちの何れか１以上を含むものであり、
前記砥粒が、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、Ａｌ2О3（酸化アルミニウム）うちの何れか１以上を含むものであり、
前記添加剤がガラス状カーボンを含むものであることが望ましい。
【００１７】
前記合成樹脂結合剤が、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂のうちの何れか１以上を含むものであることにより、前記砥粒層の圧縮弾性率１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａが満たされ、工具寿命の低下やチッピングの発生を防止することができる。
【００１８】
前記砥粒が、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、Ａｌ2О3（酸化アルミニウム）うちの何れか１以上を含むものであれば、これらの砥粒は硬度が高いため、高い研削能力を得ることができる。
【００１９】
添加剤がガラス状カーボンであることにより、研削加工時に気孔が形成され、気孔内への切粉の堆積が防止でき、切粉による傷を防止できる。
【００２０】
前記レジノイド研削砥石においては、前記砥粒及び前記ガラス状カーボンの合計含有量が３０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であることが望ましい。
【００２１】
前記砥粒及び前記ガラス状カーボンの合計含有量が３０ｖｏｌ％未満の場合、研削能力が低下し、所定の取代が除去できず面粗さが粗くなる傾向が生じ、６０ｖｏｌ％を超える場合、研削加工抵抗が高くなり、被研削面に焼けが生じるので、前記砥粒及び前記ガラス状カーボンの合計含有量は３０ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％の範囲内が好適である。
【００２２】
前記レジノイド研削砥石においては、前記砥粒が、ニッケルを含む金属被覆層を有するものであることが望ましい。
【００２３】
前記砥粒が、ニッケルを含む金属被覆層を有することにより、合成樹脂結合剤が砥粒を保持する比表面積が大きくなり、砥粒保持力が高くなるので、砥石寿命を向上させることができる。
【００２４】
前記レジノイド研削砥石においては、前記ガラス状カーボンの粒径が、前記砥粒の粒径の１０％〜１００％であることが望ましい。前記ガラス状カーボンの粒径は、砥粒の粒径と同様に「メジアン径」であり、「メジアン径」の測定方法は「ＪＩＳ Ｚ ８８２５」に準じる。
【００２５】
前記ガラス状カーボンの粒径が、前記砥粒の粒径の１０％未満の場合、研削加工時に気孔が形成されず、研削時に焼けが発生する傾向が生じ、１００％を超える場合、研削加工時に形成された切粉が大きくなり、切粉が堆積して被研削物に傷を発生させる傾向が生じるので、前記ガラス状カーボンの粒径は、前記砥粒の粒径の１０％〜１００％の範囲内が好適である。
【００２６】
前記レジノイド研削砥石においては、前記ガラス状カーボンの形状が、その短径と長径の比が１．０〜１．１の球形であることが望ましい。
【００２７】
前記ガラス状カーボンの短径及び長径は、ガラス状カーボンを走査型電子顕微鏡で１方向から観察し、画像解析を用いて、１粒の最も短い距離を短径とし、最も長い距離を長径とした。短径と長径の比は、長径／短径で算出し、砥粒１００個の平均値とした。
【００２８】
ガラス状カーボンの短径と長径の比が１．１を超える場合、研削加工時に形成される気孔の大きさが安定せず、研削性能にバラツキが生じたり、被研削物に傷を発生させたりする傾向が生じるので、短径と長径の比は１．０〜１．１の範囲内が好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、脆性材料の周縁部の面取り部分にチッピングを発生させずに仕上げ研削をすることができ、切粉が残留せず、寿命も長いレジノイド研削砥石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態であるレジノイド研削砥石の組織を示す一部省略断面図である。
【図２】図１に示すレジノイド研削砥石を用いて研削加工している時の組織の状態を示す一部省略断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態であるレジノイド研削砥石を用いて脆性材料の研削加工を行っている状態を示す一部省略断面図であり、（ｂ）は従来のレジノイド研削砥石を用いて脆性材料の研削加工を行っている状態を示す一部省略断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態であるレジノイド研削砥石を用いて研削加工を行った後の脆性材料を示す一部省略断面図であり、（ｂ）は従来のレジノイド研削砥石を用いて研削加工を行った後の脆性材料を示す一部省略断面図である。
【図５】本発明の実施例及び比較例に係るレジノイド研削砥石を用いた研削加工試験結果を示す図表である。
【図６】脆性材料の製造工程の一部を示す工程図である。
【図７】図６中に示す仕上工程における研削加工作業を示す説明図である。
【図８】図７に示す研削加工作業の詳細説明図である。
【図９】従来のレジノイド研削砥石を用いて研削加工した脆性材料の周縁部を示す一部省略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図１〜図４に基づいて、本発明の実施形態であるレジノイド研削砥石１について説明する。図１に示すように、レジノイド研削砥石１は、脆性材料の周縁部の面取り部分を研削加工するレジノイド研削砥石であり、合成樹脂結合剤に砥粒３及び添加剤４を分散させた砥粒層２を備えている。本実施形態において、砥粒層２の圧縮弾性率は１２ＭＰａであり、砥粒３の粒径は３５μｍであるが、これらに限定するものではないので、砥粒層２の圧縮弾性率は１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲内の何れかに設定することができ、砥粒３の粒径は１０μｍ〜１００μｍの範囲内の何れかに設定することができる。
【００３２】
砥粒層２に含まれる合成樹脂結合剤はエポキシ樹脂であるが、アクリル樹脂やウレタン樹脂を使用することもできる。砥粒３は、ダイヤモンド３ａの表面にＮｉを含む金属被覆層３ｂを形成したものであるが、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、あるいはＡｌ2О3（酸化アルミニウム）を使用することもできる。
【００３３】
添加剤４はガラス状カーボンであり、その形状は短径と長径の比が１．０９の球形である。砥粒３及び添加剤（ガラス状カーボン）４の合計含有量は６０ｖｏｌ％であるが、３０〜６０ｖｏｌ％の範囲内で変更することができる。添加剤（ガラス状カーボン）４の粒径は、砥粒３を形成するダイヤモンド３ａの粒径の８０％であるが、これに限定するものではないので１０％〜１００％の範囲内の何れかに設定することができる。
【００３４】
レジノイド研削砥石１の製造方法は限定しないが、本実施形態では、砥粒層２がエポキシ樹脂を含有するものであるため、砥粒３、添加剤（ガラス状カーボン）４、液状のエポキシ樹脂を含む結合剤を撹拌混合して、型へ鋳込む製造方法を採用している。
【００３５】
本実施形態に係るレジノイド研削砥石１を使用して、脆性材料に研削加工を行うと、加工初期は、砥粒層２中に添加剤（ガラス状カーボン）４が存在することにより、気孔への切粉の堆積を防止することができ、研削加工が進み、図２に示すように、研削面１ａ近傍に位置する添加剤（ガラス状カーボン）４ａの先端が摩耗すると、この段階で、加工負荷により、添加剤（ガラス状カーボン）４ａが脱落し、気孔５が発生するので、加工負荷を低減することができる。添加剤（ガラス状カーボン）４の形状は、その短径と長径との比が１．０９の球形状であり、砥粒層２による機械的保持作用を受け難いので、効率的な脱落効果が得られる。
【００３６】
レジノイド研削砥石１を構成する砥粒層２は圧縮弾性率が低く、図３（ａ）に示すように、研削加工中に被研削物（液晶パネルガラス）６から受ける圧力により、研削面１ａが逃げるので（ミクロ的に凹むので）、切り込み量が低下し、被研削物６の加工面６ａの面粗さを細かくすることができる。従って、被研削物６などの脆性材料の周縁部の面取り部分にチッピングを発生させずに鏡面加工することができる。
【００３７】
また、被研削物６の加工面６ａの面粗さが細かくなると、図４（ａ）に示すように、切粉７との接触面積が小さくなる結果、被研削物の切粉７が研削面６ａの凹凸に嵌り込んだり、付着したりしなくなるので、切粉７が残留せず、レジノイド研削砥石１の寿命も延命される。また、切粉７に起因するコンタミ発生を大幅に抑制することができる。
【実施例】
【００３８】
次に、図５に基づいて、本発明の実施例であるレジノイド研削砥石を使用した研削加工実験及びその結果について説明する。
【００３９】
図１に示すレジノイド研削砥石１と同様、＃３２５のダイヤモンド３ａにＮｉを含む金属被覆層３ｂを有する砥粒３及び添加剤４を、結合剤である２液混合硬化樹脂に混合した後、熱硬化させたレジノイド研削砥石（実施例１）を作成し、所定の加工条件下で脆性材料の面取り部分の仕上加工実験を行った。また、比較例として、添加剤がカーボンや有機質中空体を使用したレジノイド研削砥石を作成し、前記加工条件下で脆性材料の面取り部分の仕上加工実験を行った。
【００４０】
これらの仕上加工実験により、図５に示すような結果が得られた。図５中において、面粗さ（％）は、実施例１に係るレジノイド研削砥石によって得られた面粗さを基準（１００％）として、％で表示したものであり、数値が大きいほど面粗さが粗いことを示している。同様に、加工負荷（％）も実施例１に係るレジノイド研削砥石による加工時の加工負荷を基準（１００％）として、％で表示したものであり、数値が大きいほど加工負荷が大であることを示している。
【００４１】
比較例１と、実施例１とを対比すると、実施例１に係るレジノイド研削砥石を使用したときの方が、面粗さが向上していることが分かる。
【００４２】
比較例２と、実施例１とを対比すると、実施例１に係るレジノイド研削砥石を使用したときの方が、加工負荷が低減していることが分かる。
【００４３】
比較例３に係るレジノイド研削砥石は、添加剤を含んでいないので、加工負荷が極めて高くなっているのが分かる。
【００４４】
比較例４に係るレジノイド研削砥石においては、砥粒及び添加剤の合計含有量が３０ｖｏｌ％未満であるため、面粗さが悪化する傾向が生じていることが分かる。
【００４５】
比較例５に係るレジノイド研削砥石においては、砥粒及び添加剤の合計含有量が３０ｖｏｌ％より大きいため、焼け（脆性材料の溶融）が発生して、研削加工が続行不可となった。
【００４６】
比較例６に係るレジノイド研削砥石においては、ガラス状カーボンの粒径が砥粒の粒径の１００％より大きいため、面粗さが悪化する傾向が生じていることが分かる。
【００４７】
比較例７に係るレジノイド研削砥石においては、ガラス状カーボンの粒径が砥粒の粒径の１０％より小さいため、加工負荷が高くなっていることが分かる。
【００４８】
比較例８に係るレジノイド研削砥石においては、ガラス状カーボンの短径と長径の比が１．１より大きくなっているため、面粗さが悪化し、加工負荷も高くなる傾向が生じていることが分かる。
【００４９】
以上のことより、実施例１に係るレジノイド研削砥石を用いて脆性材料の仕上げ加工を行えば、加工面の面粗さが向上し、切粉の付着残りを防止するできることが分かる。また、脆性材料の加工面にチッピング、スクラッチ（キズ）や焼けを発生することなく、研削加工を行うことが可能である。
【００５０】
なお、図１〜図５に基づいて説明したレジノイド研削砥石１などは、本発明に係るレジノイド研削砥石を例示するものであり、本発明に係るレジノイド研削砥石は前述したレジノイド研削砥石１などに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係るレジノイド研削砥石は、シリコン、セラミックス、ガラスなどの硬脆材料の仕上研削作業を行う産業分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  レジノイド研削砥石
１ａ  研削面
２  砥粒層
３  砥粒
３ａ  ダイヤモンド
３ｂ  金属被覆層
４，４ａ  添加剤
５  気孔
６  被研削物
６ａ  加工面
７  切粉
【図１】
2019171520.tif 000003
【図２】
2019171520.tif 000004
【図３】
2019171520.tif 000005
【図４】
2019171520.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019171520.tif 000008
【図７】
2019171520.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019171520.tif 000011