(57)【要約】【課題】クラックの発生を抑制して焼結されてなる多結晶フェライトの基板をより薄く高速に形成すること。【解決手段】本発明の基板研削方法では、粒径が４０〜８０μｍのダイヤモンドが固定砥粒として保持された砥石を用いて、焼結されてなる多結晶フェライトの基板を厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに研削する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結されてなる多結晶フェライトの基板を研削する方法であって、
粒径が４０〜８０μｍのダイヤモンドが固定砥粒として保持された砥石を用いて、前記基板を厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに研削することを特徴とする基板研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結されてなる多結晶フェライトの基板研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイル導体とコイル導体を挟む磁性基板とを有するコイル部品がある。下記特許文献１には、コイル部品の磁性基板としてフェライト基板を用い、該フェライト基板を回転砥石によって研削する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平８−１５３６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載された従来のコイル部品より小型な厚み１ｍｍ以下のコイル部品が新たに要求されている。厚み１ｍｍ以下のコイル部品を形成するには、磁性基板の厚みは０．１〜０．５ｍｍ程度に薄くする必要がある。
【０００４】
しかしながら、フェライト基板にはクラックが発生し易いため、０．１〜０．５ｍｍ程度に研削することは困難である。さらに、フェライト基板としては、焼結されてなる多結晶フェライトが要求されている。焼結されてなる多結晶フェライトは、未焼結フェライトと比較して特にクラックが発生し易いため、薄く研削するのは特に困難である。
【０００５】
そこで、未焼結フェライト基板を薄く研削した後に焼結して薄い多結晶フェライト基板を得る方法が考えられる。しかしながら、クラックの発生を防止して未焼結フェライト基板を研削できたとしても、焼結時に反りが発生し、寸法精度等に問題がある。
【０００６】
また、基板を薄く研削する技術として、単結晶Ｓｉ基板を薄く研削する技術がある。この技術を適用して焼結された多結晶フェライトの基板を研削した場合、多結晶フェライトの結晶粒が単結晶Ｓｉの結晶粒より小さいため、クラックが発生し易い。よって、単結晶Ｓｉ基板を薄く研削する技術を焼結されてなる多結晶フェライトの基板の研削に適用することは困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、クラックの発生を抑制して焼結されてなる多結晶フェライトの基板をより薄く高速に形成する基板研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが、焼結されてなる多結晶フェライト基板の研削方法についてクラックの発生を抑制する研究を行ったところ、新たな問題が発生した。すなわちその問題は、クラックの発生を抑制しやすい研削条件において、焼結されてなる多結晶フェライト基板を研削する場合、砥石の磨耗量が増加することと、極めて低速な加工になってしまうことである。試行錯誤の結果、本発明者らは、研削における種々の条件のうち、砥石の固定砥粒として用いるダイヤモンドに着目して研究を進め、砥石の磨耗及び基板におけるクラックの発生を抑制して焼結されてなる多結晶フェライト基板をより薄く高速に形成する基板研削方法を発明した。
【０００９】
本発明の基板研削方法は、焼結されてなる多結晶フェライトの基板を研削する方法であって、粒径が４０〜８０μｍのダイヤモンドが固定砥粒として保持された砥石を用いて、基板を厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに研削することを特徴とする。
【００１０】
本発明の基板研削方法では、固定砥粒として用いるダイヤモンドの粒径を４０μｍ以上とすることで、研削による砥石の磨耗を抑制することができる。また、ダイヤモンドの粒径を８０μｍ以下とすることで、基板におけるクラックの発生を抑制して、焼結されてなる多結晶フェライトの基板をより薄く高速に形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、砥石の磨耗を抑制すると共にクラックの発生を抑制して焼結されてなる多結晶フェライトの基板をより薄く高速に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態に係る基板研削方法について図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る研削装置を示す概略斜視図である。本実施形態に係る研削装置１は、縦型カップ研削法にて焼結されてなる多結晶フェライトの基板Ｗを研削加工する装置である。研削装置１は、高周波スピンドル１１、ホルダ１２、砥石１３、及びテーブル１４を備えている。テーブル１４の主面には、基板Ｗが固定される。テーブル１４は、図示しない駆動手段によりテーブル１４の主面と垂直な方向を軸として矢印Ｙ１に示す方向に回転駆動される。
【００１４】
高周波スピンドル１１は、図示しない駆動手段によりテーブル１４の主面と垂直な方向を軸として回転駆動される。高周波スピンドル１１の回転速度とテーブル１４の回転速度は、互いに異なり、互いに相対的に回転する。高周波スピンドル１１のテーブル１４側には、円柱状のホルダ１２が固定されている。ホルダ１２は、互いに対向する平面が高周波スピンドル１１の回転軸と垂直になるように、一方の平面が高周波スピンドル１１に固定されて、高周波スピンドル１１と共に回転する。ホルダ１２の他方の平面には、砥石１３が固定されている。
【００１５】
砥石１３は、ホルダ１２の他方の平面上に層を成すように形成され、ホルダ１２の他方の平面と平行に形成された表面は、テーブル１４の主面と対向している。砥石１３は、高周波スピンドル１１が回転駆動されることにより矢印Ｙ２に示す方向に回転し、テーブル１４に対して相対的に回転する。砥石１３は、固定砥粒として用いられるダイヤモンド１５と、ダイヤモンド１５を保持するボンドとを備えている。ボンド１６は、例えば、ビトリファイド、レジン、メタル等が用いられる。
【００１６】
また、ダイヤモンド１５とボンド１６との体積比は、２５：７５〜７５：２５であることが好ましい。このようにすることによって、ダイヤモンドの磨耗を抑制すると共に、研削速度を上げることができる。また、ダイヤモンド１４の粒径は、４０〜８０μｍである。このダイヤモンドの粒径は、スプレー分級により４０〜８０μｍに揃えることができる。なお、沈降分級等を用いてダイヤモンドの粒径を揃えてもよい。
【００１７】
本実施形態に係る基板研削方法では、粒径が４０〜８０μｍのダイヤモンド１５が固定砥粒として保持された砥石１３用いて、焼結されてなる多結晶フェライトの基板Ｗを厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに研削する。上記研削装置１において、砥石１３の表面が基板Ｗの表面に接するように砥石１３を矢印Ｙ３方向にスライドさせ、砥石１３をテーブル１４に対して回転させることにより、厚み０．８〜１．０ｍｍ程度の基板Ｗを研削する。
【００１８】
焼結されてなる多結晶フェライトの基板Ｗとして、例えば、Ｎｉ系、又はＭｎ系のフェライトがあり、Ｎｉ系のフェライトはビッカース硬度が６５０程度、Ｍｎ系のフェライトはビッカース硬度が５５０〜５８０程度である。また、基板Ｗの密度は、４．８〜５．７５ｇ／ｃｍ３程度である。
【００１９】
基板Ｗは、例えば、縦寸法１００ｍｍ、横寸法１００ｍｍの正方形であり、厚さ０．１〜０．５ｍｍに研削された後、縦寸法２ｍｍ、横寸法２ｍｍ程度の正方形に切断されてコイル部品の磁性体として用いられる。基板Ｗの寸法は、これに限られることはなく、より大きい長方形、より小さい長方形の基板、又は直径６インチ程度、若しくは６インチ以下の円板状でもよい。
【００２０】
本実施形態の基板研削方法では、固定砥粒として用いるダイヤモンド１５の粒径を４０μｍ以上とするので、研削による砥石１３の磨耗を抑制することができる。また、ダイヤモンド１５の粒径を８０μｍ以下とするので、基板Ｗにおけるクラックの発生を抑制して厚み０．１〜０．５ｍｍの薄さに焼結されてなる多結晶フェライトの基板を形成することができる。また、基板Ｗにおけるクラックの発生を抑制するので、研削速度を向上させることができる。
【００２１】
引き続いて、本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。試験は、上記研削装置１において、ダイヤモンドの粒径が異なる砥石を用いて行った。すなわち、ダイヤモンドの粒径が４〜８μｍの砥石、６〜１２μｍの砥石、８〜１６μｍの砥石、８〜２０μｍの砥石、１２〜２５μｍの砥石、２０〜３０μｍの砥石、４０〜６０μｍの砥石、５０〜７０μｍの砥石、８０〜１００μｍの砥石、をそれぞれ用いて基板のサンプルを厚み０．１〜０．５ｍｍに研削した。各ダイヤモンドの粒径は、スプレー分級により揃えた。
【００２２】
基板のサンプルは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系の焼結された多結晶フェライト材を用いた。基板のサンプルのビッカース硬度は５００〜７００、密度は４．８〜５．２５ｇ/ｃｍ３である。縦寸法１００ｍｍ、横寸法１００ｍｍ、厚み１７ｍｍ程度の焼結された多結晶フェライトのブロックを形成し、このブロックから厚さ１ｍｍ程度の基板のサンプルを１３枚得る。
【００２３】
研削装置１における加工時の設定条件は、テーブル１４の回転速度が１００回転程度、高周波スピンドル１１の回転速度が２０００回転程度である。各砥石におけるダイヤモンドとボンドとの体積比は、５０：５０程度である。また、研削速度（１秒間に削る基板の体積）は、０．１２ｃｍ３／secであった。
【００２４】
図２に試験結果を示す。図２は、砥石の磨耗量とダイヤモンドの粒径との関係を示すグラフである。図２のグラフにおいて、横軸は、砥石に含まれるダイヤモンドの粒径を示し、縦軸は、砥石の磨耗量を示す。砥石の磨耗量は、基板のサンプルの体積３６ｃｍ３当たりを研削した際に減少した砥石の厚み寸法によって示されている。
【００２５】
砥石の磨耗は、まず、表面に露出したダイヤモンドの先端が磨耗していき、ある時点でダイヤモンドがボンドから脱落する。そして、ボンドが磨耗して次のダイヤモンドが表面に露出する。このようにして、砥石が磨耗し、砥石の厚みが減少する。
【００２６】
図２に示すように、ダイヤモンドの粒径が小さいほど砥石の磨耗量が大きい。ダイヤモンドの粒径が４０〜６０μｍ、５０〜７０μｍ、８０〜１００μｍの砥石においては磨耗量が抑制されている。すなわち、ダイヤモンドの粒径が４０μｍ以上の場合に砥石の磨耗量が抑制されている。また、ダイヤモンドの粒径が８０〜１００μｍの領域Ａ１は、基板のサンプルにおいてクラックが発生した領域である。すなわち、ダイヤモンドの粒径が８０μｍ以下の場合に基板のサンプルにおけるクラックの発生が防止されている。つまり、ダイヤモンドの粒径が８０μｍ以下かつ４０μｍ以上の領域Ａ３においては、クラックは発生せず、砥石の磨耗量も抑制されている。
【００２７】
以上のことから、ダイヤモンドの粒径を４０〜８０μｍとすることにより、砥石の磨耗量を抑制すると共に基板のクラックの発生を防止して焼結された多結晶フェライトの基板を０．１〜０．５ｍｍに研削できることが確認された。
【００２８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記では、厚みが０．１〜０．５ｍｍの平らな基板を形成した。本実施形態の基板研削方法を用いて、段差のある基板を形成してもよい。例えば、図３に示す研削装置３を用いて、最薄部の厚みが０．１〜０．５ｍｍで、突出部を有する基板を形成してもよい。
【００２９】
図３は、本実施形態の変形例に係る研削装置を示す概略斜視図である。研削装置３は、スライシング研削法にて焼結されてなる多結晶フェライトの基板Ｗ１を研削する装置である。研削装置３は、高周波スピンドル３１、ホルダ３２、砥石３３、及びテーブル３４を備えている。テーブル３４の主面には、基板Ｗ１が固定される。テーブル３４は、図示しない駆動手段によりテーブル３４の主面上の一方向（矢印Ｙ４に示す方向）にスライド可能に取り付けられている。
【００３０】
高周波スピンドル３１は、図示しない駆動手段によりテーブル３４の主面と垂直な方向と交差する方向を軸として回転駆動される。高周波スピンドル３１の一方端には、円柱状のホルダ３２が固定されている。ホルダ３２は、互いに対向する平面が高周波スピンドル３１の回転軸と垂直になるように、一方の平面が高周波スピンドル３１に固定されて、高周波スピンドル３１と共に回転する。ホルダ３２の側面には、砥石３３が固定されている。
【００３１】
砥石３３は、ホルダ３２の外周面に沿って形成され、中央にホルダ３２が挿通した円板状に形成されている。砥石３３は、高周波スピンドル３１が回転駆動されることにより矢印Ｙ５に示す方向に回転する。砥石３３をテーブル３４の主面上の基板Ｗ１側に（矢印Ｙ６方向に）シフトして回転させることにより、砥石３３の側面によって基板Ｗ１の表面が研削される。
【００３２】
砥石３３は、上記実施形態と同様に、固定砥粒として用いられるダイヤモンド３５と、ダイヤモンド３５を保持するボンドとを備えている。本変形例に係る基板研削方法では、上記実施形態と同様に、粒径が４０〜８０μｍのダイヤモンド３５が固定砥粒として保持された砥石３３用いて、焼結されてなる多結晶フェライトの基板Ｗ１を研削する。研削前の基板Ｗ１は、縦寸法１００ｍｍ、横寸法１００ｍｍ、厚み０．８〜１．０ｍｍ程度である。
【００３３】
図４は、本実施形態の変形例に係る研削装置によって研削加工された基板の例を示す。研削後の基板Ｗ２は、平面部ａに対して突出した突出部ｂが形成されている。平面部ａは、基板Ｗ２において最も厚みが薄い部分であり、その厚みｄは０．１〜０．５ｍｍである。
【００３４】
本変形例の基板研削方法では、固定砥粒として用いるダイヤモンド３５の粒径を４０μｍ以上とするので、研削による砥石３３の磨耗を抑制することができる。また、ダイヤモンド３５の粒径を８０μｍ以下とするので、基板Ｗ１におけるクラックの発生を抑制して焼結されてなる多結晶フェライトの基板をより薄く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る研削装置を示す概略斜視図である。
【図２】砥石の磨耗量とダイヤモンドの粒径との関係を示すグラフである。
【図３】本実施形態の変形例に係る研削装置を示す概略斜視図である。
【図４】本実施形態の変形例に係る研削装置によって研削された基板の例を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１，３…研削装置、１１，３１…高周波スピンドル、１２，３２…ホルダ、１３，３３…砥石、１４，３４…テーブル、１５，３５…ダイヤモンド、１６，３６…ボンド、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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