(57)【要約】【課題】サファイア基板のような難切削材を加工する場合にも適切な自生発刃を生じ得る電着砥石の製造方法を提供する。【解決手段】電着砥石（１）の製造方法であって、アルミニウムを含む材料で形成された環状の基台（４）に、多孔性構造のめっき層とめっき層に分散された砥粒とでなる砥石部（３６）を形成する砥石部形成工程と、砥石部に重なる基台の一部に薬液を作用させて、基台の一部を除去する基台除去工程と、砥石部形成工程の前に、めっき層を通過した薬液から基台を保護するための保護層（１６）を基台の表面に形成する保護層形成工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電着砥石の製造方法であって、
アルミニウムを含む材料で形成された環状の基台に、多孔性構造のめっき層と該めっき層に分散された砥粒とでなる砥石部を形成する砥石部形成工程と、
該砥石部に重なる該基台の一部に薬液を作用させて、該基台の一部を除去する基台除去工程と、
該砥石部形成工程の前に、該めっき層を通過した該薬液から該基台を保護するための保護層を該基台の表面に形成する保護層形成工程と、を備えることを特徴とする電着砥石の製造方法。
【請求項２】
前記砥石部形成工程では、前記めっき層を多孔性構造とするための添加剤と前記砥粒とが混入されたニッケルめっき浴槽中に、前記基台とニッケル電極とを浸漬させて、該基台を陰極、該ニッケル電極を陽極として直流電流を流すことで、前記保護層に重なる前記砥石部を形成することを特徴とする請求項１記載の電着砥石の製造方法。
【請求項３】
前記基台除去工程の後、前記保護層の一部を除去して前記砥石部の該保護層で覆われていた領域を露出させる保護層除去工程をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電着砥石の製造方法。
【請求項４】
前記保護層形成工程では、銅を含む材料で前記保護層を形成し、
前記基台除去工程では、前記薬液として水酸化ナトリウム溶液を用いて前記基台の一部を除去し、
前記保護層除去工程では、前記基台で覆われていた前記保護層の一部に硫酸アンモニウム溶液を作用させて該保護層の一部を除去することを特徴とする請求項３記載の電着砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき層で砥粒を固定した砥石部を備える電着砥石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等に代表される光デバイスの製造には、機械的・熱的特性、及び化学的安定性に優れたサファイア基板を使用することが多い。光デバイスを構成する各種機能膜が形成されたサファイア基板は、例えば、電着によって形成された環状のブレード（電着砥石）で切削され、複数の光デバイスへと分割される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８７２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電着によって形成された上述のようなブレードでは、ニッケル等でなるめっき層によって砥粒が強く固定されている。そのため、サファイア基板のような難切削材を切削すると、古い砥粒が脱落して新たな砥粒が表出するいわゆる自生発刃が生じ難く、ブレードの加工能力を十分に発揮できないという問題が生じていた。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サファイア基板のような難切削材を加工する場合にも適切な自生発刃を生じ得る電着砥石の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によれば、電着砥石の製造方法であって、アルミニウムを含む材料で形成された環状の基台に、多孔性構造のめっき層と該めっき層に分散された砥粒とでなる砥石部を形成する砥石部形成工程と、該砥石部に重なる該基台の一部に薬液を作用させて、該基台の一部を除去する基台除去工程と、該砥石部形成工程の前に、該めっき層を通過した該薬液から該基台を保護するための保護層を該基台の表面に形成する保護層形成工程と、を備えることを特徴とする電着砥石の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の一側面において、前記砥石部形成工程では、前記めっき層を多孔性構造とするための添加剤と前記砥粒とが混入されたニッケルめっき浴槽中に、前記基台とニッケル電極とを浸漬させて、該基台を陰極、該ニッケル電極を陽極として直流電流を流すことで、前記保護層に重なる前記砥石部を形成することが好ましい。
【０００８】
また、本発明の一側面において、前記基台除去工程の後、前記保護層の一部を除去して前記砥石部の該保護層で覆われていた領域を露出させる保護層除去工程をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の一側面において、前記保護層形成工程では、銅を含む材料で前記保護層を形成し、前記基台除去工程では、前記薬液として水酸化ナトリウム溶液を用いて前記基台の一部を除去し、前記保護層除去工程では、前記基台で覆われていた前記保護層の一部に硫酸アンモニウム溶液を作用させて該保護層の一部を除去することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一側面に係る電着砥石の製造方法では、多孔性構造を有するめっき層に砥粒を分散させた砥石部を形成するので、めっき層が適切に消耗し易くなり、自生発刃を促進できる。つまり、本発明の一側面に係る電着砥石の製造方法によれば、サファイア基板のような難切削材を加工する場合にも適切な自生発刃を生じる電着砥石を製造できる。
【００１１】
また、本発明の一側面に係る電着砥石の製造方法では、砥石部を形成する前に、めっき層を通過した薬液から基台を保護するための保護層を基台の表面に形成するので、砥石部に重なる基台の一部を薬液で除去する際に、めっき層を通過した薬液によって砥石部に重なる基台の他の一部が除去されてしまうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】保護層形成工程の概要を説明するための模式図である。
【図２】図２（Ａ）は、保護層形成工程後の基台の状態を模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す基台の外周部分を拡大した断面図である。
【図３】砥石部形成工程の概要を説明するための模式図である。
【図４】図４（Ａ）は、砥石部形成工程後の基台の状態を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す基台の外周部分を拡大した断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、基台除去工程後の基台の状態を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す基台の外周部分を拡大した断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、保護層除去工程後の基台の状態を模式的に示す断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す基台の外周部分を拡大した断面図である。
【図７】完成した電着砥石を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明の一側面に係る実施形態を説明する。本実施形態に係る電着砥石の製造方法は、保護層形成工程（図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、砥石部形成工程（図３、図４（Ａ）、図４（Ｂ）参照）、基台除去工程（図５（Ａ）、図５（Ｂ）参照）、及び保護層除去工程（図６（Ａ）、図６（Ｂ）参照）を含む。
【００１４】
保護層形成工程では、アルミニウムを含む材料で形成された環状の基台の表面に、基台を保護するための保護層を形成する。砥石部形成工程では、基台に形成された保護層と重なる位置に、多孔性構造のめっき層に砥粒が分散されてなる砥石部を形成する。
【００１５】
基台除去工程では、砥石部に重なる基台の一部を薬液で除去する。保護層除去工程では、保護層の一部を除去して砥石部の保護層で覆われていた領域を露出させる。以下、本実施形態に係る電着砥石の製造方法について詳述する。
【００１６】
はじめに、アルミニウムを含む材料で形成された環状の基台に保護層を形成する保護層形成工程を実施する。図１は、保護層形成工程の概要を説明するための模式図である。なお、本実施形態では、電着によって形成される銅メッキ層を保護層として用いるが、基台を除去するための薬液に対して耐性のあるスズ、亜鉛、ニッケル等の材料で保護層を形成しても良い。
【００１７】
本実施形態に係る保護層形成工程では、まず、銅めっき液Ａで満たしためっき浴槽２を準備する。銅めっき液Ａとしては、例えば、シアン化銅や硝酸銅等の銅（イオン）を含む材料を溶解させた電解液が用いられる。ただし、銅めっき液Ａの構成や使用量等は任意に設定できる。
【００１８】
次に、基台４と銅電極６とをめっき浴槽２内の銅めっき液Ａに浸漬させる。基台４は、例えば、アルミニウム等の金属材料で円盤状（円環状）に形成されており、その表面には、後の砥石部形成工程で形成される砥石部の形状に対応したマスク４ａが設けられている。なお、本実施形態では、図１に示すように、外周部分において基台４の表面の一部が露出するマスク４ａを使用する。
【００１９】
基台４は、スイッチ８を介して直流電源１０のマイナス端子（負極）に接続される。一方、銅電極６は、直流電源１０のプラス端子（正極）に接続される。ただし、スイッチ８は、銅電極６と直流電源１０との間に配置されても良い。
【００２０】
基台４と銅電極６とをめっき浴槽２内の銅めっき液Ａに浸漬させた後には、基台４を陰極、銅電極６を陽極として銅めっき液Ａに直流電流を流し、マスク４ａで覆われていない基台４の表面に保護層（銅メッキ層）を形成する。
【００２１】
具体的には、図１に示すように、モータ等の回転駆動源１２でファン１４を回転させて銅めっき液Ａを攪拌しながら、基台４と直流電源１０との間に配置されたスイッチ８を短絡させる。これにより、マスク４ａで覆われていない基台４の表面に保護層（銅メッキ層）を形成できる。
【００２２】
図２（Ａ）は、保護層形成工程後の基台４の状態を模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す基台４の外周部分を拡大した断面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、基台４の表面の一部に所望の厚さ（代表的には、１μｍ〜５μｍ、好ましくは、２μｍ〜３μｍ）の保護層（銅メッキ層）１６が形成されると、保護層形成工程は終了する。
【００２３】
保護層形成工程の後には、基台４の表面に形成された保護層１６に重ねて砥石部を形成する砥石部形成工程を実施する。図３は、砥石部形成工程の概要を説明するための模式図である。本実施形態に係る砥石部形成工程では、まず、図３に示すように、ニッケルめっき液Ｂで満たしためっき浴槽２２を準備する。
【００２４】
ニッケルめっき液Ｂは、硫酸ニッケルや硝酸ニッケル等のニッケル（イオン）を含む材料を溶解させた電解液であり、ダイヤモンド等の砥粒が混入されている。なお、本実施形態では、硫酸ニッケルを２７０ｇ／Ｌ、塩化ニッケルを４５ｇ／Ｌ、ホウ酸を４０ｇ／Ｌ含むニッケルめっき液Ｂ（ワット浴）を６Ｌ使用する。ただし、ニッケルめっき液Ｂの構成や使用量等は任意に設定できる。
【００２５】
このニッケルめっき液Ｂには、図３に示すように、多孔質化を促進するための添加剤Ｃがさらに添加される。添加剤Ｃとしては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等の疎水性基を有する水溶性のアンモニウム化合物を含むものを用いることが好ましい。
【００２６】
アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等の直鎖又は分枝を有する炭素数が１〜２０のアルキル基を挙げることができる。
【００２７】
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。また、アリール基には、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メチル、エチル等のアルキル基、トリフルオロメチル等のハロアルキル基、メトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、フェニル等のアリール基等の置換基が結合していてもよい。
【００２８】
アラルキル基としては、例えば、２−フェニルエチル、ベンジル、１−フェニルエチル、３−フェニルプロピル、４−フェニルブチル等の炭素数が７〜１０のアラルキル基等を挙げることができる。アラルキル基には、アリール基と同様の置換基が結合していても良い。
【００２９】
アンモニウム化合物としては、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、フェニルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、ドデシルピリジニウムクロライド、ベンジルピリジニウムクロライド、これらの臭化物、硫酸塩等を挙げることができる。なお、これらのアンモニウム化合物は、単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。
【００３０】
本実施形態では、添加剤Ｃとして奥野製薬工業株式会社製の「トップポーラスニッケルＲＳＮ」を用い、ニッケルめっき液Ｂに対して１ｍＬ/Ｌ以上１０ｍＬ/Ｌ以下となるように添加する。
【００３１】
次に、マスク４ａ及び保護層１６が形成された基台４とニッケル電極２６とをめっき浴槽２２内のニッケルめっき液Ｂに浸漬させる。マスク４ａとしては、保護層形成工程で使用したマスク４ａをそのまま使用できる。もちろん、保護層形成工程の後に新たなマスクを形成しても良い。
【００３２】
基台４は、スイッチ２８を介して直流電源３０のマイナス端子（負極）に接続される。一方、ニッケル電極２６は、直流電源３０のプラス端子（正極）に接続される。ただし、スイッチ２８は、ニッケル電極２６と直流電源３０との間に配置されても良い。
【００３３】
基台４とニッケル電極２６とをめっき浴槽２２内のニッケルめっき液Ｂに浸漬させた後には、基台４を陰極、ニッケル電極２６を陽極としてニッケルめっき液Ｂに直流電流を流し、マスク４ａで覆われていない領域（すなわち、銅めっき層１６に重なる領域）に砥粒及びめっき層を堆積させて砥石部を形成する。
【００３４】
具体的には、図３に示すように、モータ等の回転駆動源３２でファン３４を回転させてニッケルめっき液Ｂを攪拌しながら、基台４と直流電源３０との間に配置されたスイッチ２８を短絡させる。これにより、多孔性構造のニッケルめっき層中に砥粒が概ね均等に分散された砥石部を形成できる。
【００３５】
図４（Ａ）は、砥石部形成工程後の基台４の状態を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す基台４の外周部分を拡大した断面図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、保護層１６に重なる所望の厚さの砥石部３６が形成されると、砥石部形成工程は終了する。
【００３６】
砥石部形成工程の後には、砥石部３６に重なる基台４の一部を薬液で除去する基台除去工程を実施する。図５（Ａ）は、基台除去工程後の基台４の状態を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す基台４の外周部分を拡大した断面図である。なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、基台除去工程を実施する前には、砥石部形成工程で使用したマスク４ａを除去しておく。
【００３７】
基台除去工程では、基台４の外周部分に薬液（エッチング用の薬液）を作用させて、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、基台４の外周部分の一部を除去する。薬液としては、例えば、アルミニウムを溶解する水酸化ナトリウム溶液等を用いることができる。これにより、基台４で覆われていた保護層１６の一部が露出する。
【００３８】
なお、本実施形態では、基台４と砥石部３６との間に保護層１６を設けているので、上述した薬液が多孔性構造のニッケルめっき層（砥石部３６）を通過しても、この通過した薬液によって基台４が除去されることはない。つまり、基台４の砥石部３６を保持する部分が薬液で侵されずに済むので、砥石部３６の脱落等の不良を防止できる。
【００３９】
基台除去工程の後には、保護層１６の一部を除去して、砥石部３６の保護層１６で覆われていた領域を露出させる保護層除去工程を実施する。図６（Ａ）は、保護層除去工程後の基台４の状態を模式的に示す断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す基台４の外周部分を拡大した断面図である。
【００４０】
保護層除去工程では、例えば、基台除去工程を経て露出した保護層１６に薬液（エッチング用の薬液）を作用させて、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、保護層１６の一部を除去する。薬液としては、例えば、銅を溶解する硫酸アンモニウム溶液等を用いることができる。これにより、保護層１６で覆われていた砥石部３６の一部が露出する。
【００４１】
なお、本実施形態の保護層除去工程では、薬液を作用させて保護層１６を除去しているが、保護層１６を他の方法で除去することもできる。例えば、ドレッシング用のボード等に砥石部３６を切り込ませることで、保護層１６の一部を削り取るように除去することができる。
【００４２】
図７は、完成した電着砥石を模式的に示す斜視図である。上述の手順により、円盤状の基台４の外周部分に円環状の砥石部３６が固定されたハブタイプの電着砥石１が完成する。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ニッケルめっき液Ｂに添加剤Ｃを添加する方法で、多孔性構造のニッケルめっき層に砥粒が分散された砥石部３６を形成しているが、他の方法で砥石部３６を形成しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態では、砥石部３６の全体に重なる保護層１６を形成しているが、例えば、基台除去工程で除去される基台４の一部と砥石部３６との間で保護層１６を省略することもできる。このように、基台除去工程で除去される基台４の一部と砥石部３６との間に保護層１６を形成しない場合には、基台除去工程の後に除去すべき保護層１６が存在しないので、保護層除去工程を省略できる。
【００４５】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４６】
２  めっき浴槽
４  基台
４ａ  マスク
６  銅電極
８  スイッチ
１０  直流電源
１２  回転駆動源
１４  ファン
１６  保護層（銅メッキ層）
２２  めっき浴槽
２６  ニッケル電極
２８  スイッチ
３０  直流電源
３２  回転駆動源
３４  ファン
３６  砥石部
１  電着砥石
Ａ  銅めっき液
Ｂ  ニッケルめっき液
Ｃ  添加剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017087353.tif 000008
【図７】
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