(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒をメタルボンドにより一体焼結してなるメタルボンド薄刃ブレードの製造方法において、切断に作用する外周部と、該外周部の内側に連接する内周部との少なくとも二重構造とし、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくし、焼結後に厚み方向をラップ加工することにより、内周部の厚みを外周部の厚みよりも５〜１００μｍ薄くして、ブレードの側面に逃げを形成することを特徴とするメタルボンド薄刃ブレードの製造方法。
【請求項２】
内周部の超砥粒の粒度を外周部の超砥粒の粒度より細かくすることにより、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする請求項１記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法。
【請求項３】
内周部のコンセントレーションを外周部のコンセントレーションより小さくすることにより、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする請求項１記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法。
【請求項４】
内周部に強度の低い砥粒を配合することにより、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする請求項１記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法。
【請求項５】
内周部のメタルボンド組成を、外周部のメタルボンド組成よりも焼結後の摩耗性が大きくなる配合比率にする請求項１記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルボンド薄刃ブレードの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、内周部の厚みが外周部の厚みよりも薄く、ブレードの側面に逃げを有し、切れ味が良好で、切断精度に優れたメタルボンド薄刃ブレードを容易に製造することができるメタルボンド薄刃ブレードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体用シリコンウェーハのダイシングやフェライトのスライシングなどの精密な切断には、メタルボンド、レジンボンド、電鋳ボンドなどのオールブレードタイプの薄刃ブレードが使用される。薄刃ブレードは台金がなく、一体で成形するために、厚み０.２mm以下の薄いブレードも製造することができる。
ブレードの側面に逃げやバックテーパをつけると、切断抵抗が減少し、切断精度が向上することが知られている。台金付きブレードでは、台金厚みをダイヤ層厚みよりも薄く設定することにより、ダイヤ層の研磨加工の際に、逃げやバックテーパを容易につけることができるが、台金付きブレードは厚み０.２mm以下の薄刃ブレードとすることは困難である。
一方、オールブレードタイプの薄刃ブレードでは、ラップ加工で全体の厚みを均一にするために、逃げやバックテーパをつける場合は、放電加工、研削加工などの手間のかかる後加工が必要であり、コスト高になることは避けられなかった。
このために、ブレードの側面に逃げを有する切れ味の良好な薄刃ブレードを、簡便かつ容易に製造することができるメタルボンド薄刃ブレードの製造方法が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、内周部の厚みが外周部の厚みよりも薄く、ブレードの側面に逃げを有し、切れ味が良好で、切断精度に優れたメタルボンド薄刃ブレードを容易に製造することができるメタルボンド薄刃ブレードの製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、メタルボンド薄刃ブレードを摩耗性の小さい外周部と摩耗性の大きい内周部の少なくとも二重構造とし、厚み方向をラップ加工することにより、内周部の厚みを外周部の厚みより薄くして、ブレードの側面に容易に逃げを形成し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）超砥粒をメタルボンドにより一体焼結してなるメタルボンド薄刃ブレードの製造方法において、切断に作用する外周部と、該外周部の内側に連接する内周部との少なくとも二重構造とし、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくし、焼結後に厚み方向をラップ加工することにより、内周部の厚みを外周部の厚みよりも５〜１００μｍ薄くして、ブレードの側面に逃げを形成することを特徴とするメタルボンド薄刃ブレードの製造方法、
（２）内周部の超砥粒の粒度を外周部の超砥粒の粒度より細かくすることにより、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする第１項記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法、
（３）内周部のコンセントレーションを外周部のコンセントレーションより小さくすることにより、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする第１項記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法、
（４）内周部に強度の低い砥粒を配合することにより、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする第１項記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法、及び、
（５）内周部のメタルボンド組成を、外周部のメタルボンド組成よりも焼結後の摩耗性が大きくなる配合比率にする第１項記載のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明方法は、超砥粒をメタルボンドにより一体焼結してなるメタルボンド薄刃ブレードの製造方法において、切断に作用する外周部と、該外周部の内側に連接する内周部との少なくとも二重構造とし、焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくし、焼結後に厚み方向をラップ加工することにより、内周部の厚みを外周部の厚みよりも５〜１００μｍ薄くして、ブレードの側面に逃げを形成するものである。
図１(ａ)は、本発明方法により製造されたメタルボンド薄刃ブレードの一態様の平面図であり、図１(ｂ)は、その中心軸を通る断面図である。本発明方法により製造されたメタルボンド薄刃ブレードは、切断に作用する外周部１と、該外周部の内側に連接する内周部２との少なくとも二重構造を有し、内周部の厚みは外周部の厚みよりも５〜１００μｍ薄く、ブレードの側面に逃げが形成されている。
【０００６】
本発明方法においては、メタルボンド薄刃ブレードを切断に作用する外周部と、該外周部の内側に連接する内周部との少なくとも二重構造とし、超砥粒とメタルボンドの焼結により形成される焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする。焼結後の内周部の摩耗性を焼結後の外周部の摩耗性より大きくする方法に特に制限はなく、例えば、内周部の超砥粒の粒度を外周部の超砥粒の粒度より細かくすることにより、内周部の摩耗性を外周部の摩耗性より大きくすることができ、内周部のコンセントレーションを外周部のコンセントレーションより小さくすることにより、あるいは、内周部を超砥粒を含有しないメタルボンドのみから形成することにより、内周部の摩耗性を外周部の摩耗性より大きくすることもでき、内周部に超砥粒よりも強度の低いＧＣ、ＷＡなどの砥粒を配合することにより、内周部の摩耗性を外周部の摩耗性より大きくすることもでき、内周部のメタルボンドにグラファイトなどを混入することにより、その組成を外周部のメタルボンド組成よりも焼結後の摩耗性が大きくなる配合比率にすることにより、内周部の摩耗性を外周部の摩耗性より大きくすることもできる。さらに、超砥粒の粒度、コンセントレーション、砥粒の選択、メタルボンド組成を組み合わせて調節することによっても、内周部の摩耗性を外周部の摩耗性より大きくすることができる。
本発明方法において、メタルボンド薄刃ブレードに用いる超砥粒は、＃３２５より細かい粒度を有する超砥粒であることが好ましい。超砥粒の粒度が＃３２５を超えて粗くなると、ラップ加工が困難になるおそれがある。
本発明方法においては、超砥粒をメタルボンドにより一体焼結したのち、厚み方向をラップ加工する。ラップ加工の方法に特に制限はなく、例えば、焼結されたメタルボンド薄刃ブレードとラップ板の間に砥粒と加工液を混合したラップ剤を分散させ、圧力をかけながらメタルボンド薄刃ブレードを滑動させ、表面を滑らかに仕上げることができる。
【０００７】
本発明方法において形成されるメタルボンド薄刃ブレードは、内周部の摩耗性が外周部の摩耗性より大きいので、同一条件でラップ加工を行っても、外周部よりも内周部の摩耗量が大きく、仕上げられたメタルボンド薄刃ブレードの内周部の厚みは外周部の厚みより薄くなり、ブレードの両側面に逃げが形成される。本発明方法により製造されるメタルボンド薄刃ブレードは、内周部の厚みと外周部の厚みの差が５〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍである。すなわち、ブレードの側面に厚み２.５〜５０μｍ、より好ましくは５〜２５μｍの逃げが形成される。内周部の厚みと外周部の厚みの差が５μｍ未満であると、逃げ幅が不足して、切れ味と切断精度が十分に向上しないおそれがある。内周部の厚みと外周部の厚みの差が１００μｍを超えるためには、内周部の摩耗性を著しく高める必要があり、メタルボンド薄刃ブレードとしての強度が不足するおそれがある。
図２は、本発明のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法の実施の一態様の模式的説明図である。図２(ａ)に示すように、外枠３の底に中板４を嵌入し、外枠の内側に内周部外径に相当する内径を有するリング５を挿入し、中板の中央の穴に中芯６を挿入する。リング５の内側に摩耗性の大きい内周部を形成する超砥粒とメタルボンドよりなる内周部用材料７を充填し、内周部用材料を仮押しすることにより、図２(ｂ)に示す状態とする。次いで、リングを取り外し、図２(ｃ)に示すように、仮押しされた内周部用材料と外枠の間に、摩耗性の小さい外周部を形成する超砥粒とメタルボンドよりなる外周部用材料８を充填し、外周部用材料を仮押しすることにより、図２(ｄ)に示す状態とする。仮押しされて一体化された外周部用材料と内周部用材料を焼結することにより、図２(ｅ)に示す摩耗性の小さい外周部１と摩耗性の大きい内周部２からなる焼結体を得る。得られた焼結体の厚み方向をラップ加工することにより、摩耗性の大きい内周部は、摩耗性の小さい外周部より摩耗量が多く、その結果、図２(ｆ)に示す外周部１の厚みよりも内周部２の厚みの方が薄く、ブレードの側面に逃げを有するメタルボンド薄刃ブレードが得られる。
本発明のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法によれば、放電加工、研削加工などの手間のかかる後加工を必要とすることなく、ラップ加工によってブレードを滑らかにし、所定の厚みに仕上げると同時に、ブレードの側面に逃げが形成されるので、側面に逃げを有するメタルボンド薄刃ブレードを容易かつ経済的に製造することができる。また、本発明方法によれば、切断に関与しない内周部の超砥粒を節減しコストを低減することができる。本発明方法により製造されたメタルボンド薄刃ブレードは、切れ味が良好で研削精度に優れるので、電子材料、セラミックス、ガラスなどの精密な切断に好適に使用することができる。
【０００８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
外径１００mm、ブレードの厚み０.２mm、穴径４０mmの外周部と内周部との二重構造を有するメタルボンド薄刃ブレードを製作した。外周部は、砥粒層の厚み５mmで、粒度＃４００の合成ダイヤモンド砥粒を用い、結合度Ｎ、コンセントレーション５０とした。内周部は、外周部よりも細かい粒度＃８００の合成ダイヤモンド砥粒を用い、結合度Ｎ、コンセントレーション５０とした。
外径１００mm用の外枠に、砥粒層の厚み５mmに相当するリングを入れ、その内側に内周部用のボンドを充填し、仮押しした。次いで、リングを取り外し、外周部用のボンドを充填し、仮押しした。
内周部と外周部を同時にホットプレス成形し、一体型のブレードを得た。ホットプレス成形後のブレードの厚みは、約０.３mmであった。このブレードを、ラップにより、外周部の刃厚が０.２mmになるまで加工した。
得られたブレードの内周部の厚みは、０.１８mmであった。この結果、ブレードの両側面には、それぞれ１０μｍの逃げが形成されていた。
このブレードを用いて、東芝機械(株)製スライサＵＳＭ−２０Ａにより、厚み２mmのフェライトの切断加工を行った。ブレードの切れ味は良好で、切断精度も優れていた。
実施例２
外径１００mm、ブレードの厚み０.３mm、穴径４０mmの外周部と内周部との二重構造を有するメタルボンド薄刃ブレードを製作した。外周部は、砥粒層の厚み３mmで、粒度＃４００の合成ダイヤモンド砥粒を用い、結合度Ｎ、コンセントレーション５０とした。内周部は、外周部よりも細かい粒度＃８００の合成ダイヤモンド砥粒を用い、結合度Ｎ、コンセントレーション２５とした。
外径１００mm用の外枠に、砥粒層の厚み３mmに相当するリングを入れ、その内側に内周部用のボンドを充填し、仮押しした。次いで、リングを取り外し、外周部用のボンドを充填し、仮押しした。
内周部と外周部を同時にホットプレス成形し、一体型のブレードを得た。ホットプレス成形後のブレードの厚みは、約０.４mmであった。このブレードを、ラップにより、外周部の刃厚が０.３mmになるまで加工した。
得られたブレードの内周部の厚みは、０.２７mmであった。この結果、ブレードの両側面には、それぞれ１５μｍの逃げが形成されていた。
このメタルボンド薄刃ブレード１０枚をピッチ２.３mmでマルチに組んで、スライシングマシン［(株)東京精機工作所、ＴＳＫＫ４０２０ＳＭ］を用い、スピンドル回転数５,７３０min-1、ブレード周速度１,８００ｍ／min、送り速度３０mm／min、湿式完全切断モードで、高さ１０mm、長さ５０mmのネオジム鉄ボロン系磁石の切断試験を行い、厚み２.０mmのワークを切り出した。
スピンドル回転数の低下量は３７min-1であり、切り出したワークの厚みバラツキは±２０μｍ以内であった。
比較例１
外径１００mm、ブレードの厚み０.３mm、穴径４０mmの寸法で、粒度＃４００の合成ダイヤモンド砥粒を用い、結合度Ｎ、コンセントレーション５０の従来の一体型メタルボンド薄刃ブレード１０枚をピッチ２.３mmでマルチに組んで、実施例２と同じ切断条件で、ネオジム鉄ボロン系磁石の切断試験を行った。
スピンドル回転数の低下量は５７min-1であり、切り出したワークの厚みバラツキは±２０μｍ以内であった。
実施例２及び比較例１の切断試験の結果を、第１表に示す。
【０００９】
【表１】
0003838824.tif 000002
【００１０】
第１表に見られるように、実施例２で製作したメタルボンド薄刃ブレードのスピンドル回転数低下量は、比較例１の従来のメタルボンド薄刃ブレードのスピンドル回転数低下量より小さく、本発明方法により製造したメタルボンド薄刃ブレードの切れ味が良好であることが分かる。また、切り出したワークの厚みのバラツキに差はなく、本発明方法により製造したメタルボンド薄刃ブレードを用いて、従来のメタルボンド薄刃ブレードと同じ精度で切断加工を行い得ることが分かる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のメタルボンド薄刃ブレードの製造方法によれば、放電加工、研削加工などの手間のかかる後加工を必要とすることなく、ラップ加工によってブレードを滑らかにし、所定の厚みに仕上げると同時に、ブレードの側面に逃げが形成されるので、側面に逃げを有するメタルボンド薄刃ブレードを容易かつ経済的に製造することができる。また、本発明方法によれば、切断に関与しない内周部の超砥粒を節減しコストを低減することができる。本発明方法により製造されたメタルボンド薄刃ブレードは、切れ味が良好で研削精度に優れるので、電子材料、セラミックス、ガラスなどの精密な切断に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明方法により製造されたメタルボンド薄刃ブレードの平面図及び断面図である。
【図２】図２は、本発明方法の実施の一態様の模式的説明図である。
【符号の説明】
１  外周部
２  内周部
３  外枠
４  中板
５  リング
６  中芯
７  内周部用材料
８  外周部用材料
【図１】
0003838824.tif 000003
【図２】
0003838824.tif 000004