CN104364884A - 切割装置以及切割方法 - Google Patents

Abstract

即使对于由脆性材料构成的工件，也不产生裂纹、破裂，而以延展性模式稳定且高精度地进行切断加工。在对工件(W)进行切断加工切割装置(10)中，具备：切割刀片(26)，其由对金刚石磨粒进行烧结而形成的金刚石烧结体(80)构成为圆盘状，所述金刚石烧结体(80)的所述金刚石磨粒的含量为80％以上；主轴单元(旋转机构)(28)，其使所述切割刀片(26)旋转；移动机构，其在通过所述切割刀片(26)对所述工件(W)切入恒定的切入深度的同时，使所述工件(W)相对于所述切割刀片(26)进行相对移动。

Description

切割装置以及切割方法

技术领域

本发明涉及一种对形成半导体装置、电子部件的晶片等工件实施切断、开槽等切断加工的切割装置以及切割方法。

背景技术

在将形成半导体装置、电子部件的晶片等工件分割成各个芯片的切割装置中，至少设置有通过主轴单元而高速旋转的切割刀片、载置工件的工件工作台、使工件工作台与刀片的相对位置发生变化的X、Y、Z、θ的各移动轴，通过上述各移动轴的动作对工件实施切断、开槽等切断加工。

作为在这种切割装置中所使用的切割刀片，在此之前提出了各种切割刀片(例如，参照专利文献1、2)。

在专利文献1中记载了如下的电铸刀片，其将金刚石磨粒与镍、铜等软质的金属的合金作为结合材料，通过利用了电镀技术的电铸法固定于金属母材(铝凸缘)的端面。

在专利文献2中记载了如下的金刚石刀片，其通过利用化学气相蒸镀(CVD)法依次层叠硬度相互不同的金刚石层，从而由利用多个金刚石层形成的基材构成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-129741号公报

专利文献2：日本特开2010-234597号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，近年来，对半导体封装件的小型化、高集成化的要求提高，半导体芯片的薄片化进展。伴随于此，要求例如厚度100μm以下的极薄的工件。由于这种极薄的工件非常容易破裂，因此在对极薄的工件进行切割的情况下，需要尽可能地缩小由切割刀片形成的切断槽的槽宽度。例如，在对厚度100μm左右的工件进行切断加工时，作为切割刀片的刃厚，需要比工件的厚度薄，至少需要设为100μm以下的厚度。假设在通过比工件的厚度厚的刃厚的切割刀片进行切断加工的情况下，有时工件会在切断以前破裂。因此，例如，在对厚度50μm左右的工件进行深度30μm左右的开槽加工的情况下，由于必需使槽的宽度为30μm以下，因此需要将切割刀片的刃厚限制为30μm以下。

然而，在以往的切割刀片中存在以下所示的技术问题，无法对极薄的工件稳定且高精度地进行切断加工。

另外，对于脆性材料而言，难以避免成为破裂的原因的裂纹。对于铜、铝以及有机薄膜、树脂等具有延展性的材料而言，虽然不易破裂，但具有容易出现毛刺的性质，难以避免毛刺的产生。

(因无法调节突出而产生裂纹的问题)

首先，在专利文献1所记载的电铸刀片中，如图21所示，金刚石磨粒92分散于结合材料(金属结合剂)94内，成为在表面突出有具有锋利的前端部的金刚石磨粒92的状态。此时，金刚石磨粒92的突出位置、突出量各自不同，理论上难以高精度地控制磨粒突出。因此，无法高精度地控制一个加工单位中的切入深度。特别是在对厚度100μm以下的极薄的工件进行切断加工的情况下，有时会由于某一程度以上的切深而产生裂纹，金刚石磨粒的前端部对工件给予致命的切深。其结果是，由于裂纹彼此相连，因而存在或多或少会产生屑的问题。

作为产生这种问题的原因为电铸刀片的表面形态。即，如图21所示，电铸刀片中的金刚石磨粒92通过结合材料94结合，其表面形态为在结合材料94中以散布状存在有金刚石磨粒92。因此，在电铸刀片中，成为整体的平均高度位置的基准平面98存在于结合材料94的表面附近，成为从该基准平面98突出有金刚石磨粒92的状态。而且，当在该状态下继续进行切割加工时，金刚石磨粒92并不减少，而与其结合的结合材料94的表面部分减少，由此金刚石磨粒92的突出量进一步增大。因此，如上所述，难以高精度地控制金刚石磨粒92的突出位置、突出量。即，在切深大幅发生变化的情况下，当成为材料的临界切入深度(Dc值)以上的切深时产生裂纹，无法实现作为本发明的目的的延展性加工。

特别是在电铸刀片的情况下，如自锐性这一用语那样，在切断中途磨损的金刚石磨粒92直接脱落，然后成为位于其下方的新的金刚石磨粒92进行作用的形态。然而，当允许这种金刚石磨粒92的脱落时，脱落的金刚石磨粒92进入刀片与工件之间，其结果是，加剧了裂纹。在以金刚石脱落为前提的由刀片实施的加工中，理论上无法防止裂纹的产生。

(难以锋利化的问题)

另外，在电铸刀片的情况下，即使欲通过机械加工将刀片前端部加工得较薄且锋利，然而由于零散地存在有金刚石磨粒，因此即使欲加工为同样薄、或以给予锥度的方式进行加工，然而由于伴随于该加工金刚石磨粒从表面脱落，因此使刀片前端部锋利化存在极限。

即，为了制作较薄的刀片，在进行电沉积的镀敷时，制作出同样薄的镀敷后的构件，并将其从基材取下作为刀片，然而之后难以通过加工使作为刀片的构件成形、变薄。

(因导热性的恶劣程度导致的热积累的问题)

另外，电铸刀片的导热性差，容易由于在切断加工时因与槽侧面的摩擦阻力而产生的发热导致在刀片内热量积累，可能会导致刀片的翘曲。

在将镍作为结合材料制作电铸刀片的情况下，如表1所示，镍的导热系数最多为92W/m·K左右。另外，即便在将铜作为结合材料的情况下，也只不过是398W/m·K左右的导热系数。这样，当刀片的导热性差时，热量容易积累而会导致刀片弯曲、或因加工中的发热导致金刚石石墨化，因此经常浇注纯水进行冷却而进行加工。需要说明的是，金刚石的导热系数为2100W/m·K，镍、铜具有差别很大的导热系数。

[表1]

(无法形成随意的等间隔的切削刃的问题)

另一方面，在专利文献2所记载的金刚石刀片中，存在以下所示的问题。

首先，由于上述金刚石刀片通过CVD法形成，因此成为由非常致密的膜形成的刀片，其结果是，金刚石刀片的表面基本为平面状，无法形成用于随意地给予切深的凹陷形状、用于切屑去除的凹袋。另外，即便最终形成有微小的凹凸，也无法在成膜前随意地设定粒界的大小。因此，无法随意地设定凹凸的间距等。

(层叠的情况下的双金属效果的问题)

另外，在层叠不同组成的金刚石层而形成的情况下，根据其组成热膨胀容易发生变化。因此，当在切割加工中发热时，在各金刚石层间产生有热应力，从而存在无法维持刀片的圆度、平面度的可能性。此时，根据情况有时会产生翘曲。特别是当刀片变薄时，其影响变得更加显著。

(由CVD成膜实施的刀片制作中的振摆精度的问题)

另外，在通过CVD法制作金刚石刀片的情况下，根据成膜分布来确定刀片的刃厚分布。特别是在成膜分布存在起伏的情况下，无法去除该起伏。即，即便欲通过机械加工去除起伏，但会导致裂纹等，由此难以成行较薄的刀片。因此，理论上难以将基准面彼此对齐地安装于高精度的无振摆的主轴单元凸缘来提高振摆精度。

(因接合不同种类的材料而产生的平面度确保)

另外，为了缩小由刀片形成的切断槽的槽宽度，优选为刀片的外周部(前端部)尽可能地细，与凸缘抵接的部分为了维持高精度的成为基准的平面需要不产生翘曲程度的厚度。然而，在将刀片作为一体物来制作的前提下，在设为具有这种厚度不同的部分的刀片的情况下，在成膜的方法中，实际上无法以一体物进行制作。需要说明的是，因此在将不同种类的材料接合的情况下，由于热应力的关系导致变形，从而破坏圆度、平面度，因此有时会难以实施如后述的本发明这种延展性模式的加工。在此，在进行磨削、切削加工时，将以出现螺旋形、流线形的切屑这种状态进行工件的加工的情况称为延展性模式的加工。

另外，对于在刀片外周埋入高硬度的金刚石芯片的结构而言，由于在金刚石部分与基材的部分，热膨胀、导热系数不同，因此除因双金属效果难以确保刀片整体的平面度以外，当以圆周状排列芯片时，温度分布不会成为轴对称的工整的温度分布，因此仍会由于热应力导致平面度恶化。

另外，为了设为无裂纹的延展性模式切割，需要通过0.1mm以下的较薄的刀片将开槽及切断宽度限定为非常小的区域内，在将金刚石芯片与母材粘合而成的结构中，无法形成这种较薄的刀片。难以确保金刚石芯片部与其他母材部分的连续的平面度。

并且，金刚石芯片部分的硬度非常高，由于母材的金属部分的弹性效果，使母材部分吸收金刚石芯片所受到的冲击。在以延展性模式进行加工的情况下，需要连续地形成极微小的切深，但当母材吸收这种冲击时，无法在极微量的切深下进行延展性模式的加工。

根据以上情况，当参照导热方面、形状的平面度及平面的连续性方面、不吸收因加工产生的冲击在局部有效地给予切断力方面等时，埋入有金刚石芯片的刀片存在问题。

(在成膜方法中，由于膜堆积方向而导致应力分布不同从而产生刀片翘曲)

另外，在上述的金刚石刀片中，在由通过CVD法成膜的金刚石层构成的膜内形成有压缩应力，因此随着膜堆积，应力的形成方式不同。因此，最终在剥离膜而形成刀片时，在左右两面压缩应力的形成方式不同，其结果是，刀片发生较大翘曲。即使对这种刀片的弯曲进行修正，然而不存在修正的方法，存在由于膜的应力导致合格率恶化的可能性。

另外，在刀片中，需要在外周部设置切削刃。在该切削刃上，需要某种随意连续的凹凸。即使如锋利的刀那样形成在外周部完全不存在凹凸的同样锋利的刀具，在解决本发明的课题、即在脆性材料或根据情况在延展性材料等材料上形成微小的切深的同时去除切屑并且继续进行加工这一方面上，无法在外周部的无微小凹凸的情况下进行实质上的切断加工。

(刻痕的问题)

另外，作为其他问题，虽然不是刀片本身的问题，然而即便假设能够高精度地制作刀片，能够制作前端部锋利并且即使在切断加工时的热量下，平面状态也不会变化的理想的刀片，该刀片的使用方法也很重要。特别是，在将刀片本身相对于工件沿铅直方向按压而形成裂纹并持续进行切割的刻痕等情况下，明显是利用了脆性破坏的加工，因此无法进行如后述的本发明这种延展性模式的加工。

在刻痕中，将相对速度设为0以使得工件与刀片不发生滑动。作为刀片结构，在刻痕的情况下，为了对材料给予垂直应力，刀片需要自由旋转，成为向铅直下方按压刀片内的轴承及轴部分的形式。

用于使刀片沿工件滑动的刀片保持部分、与工件相接并旋转的刀片部分不能完全固定。不会相对于刀片完全不存在间隙而与马达直接连结。

由此，在以往的刻痕的刀片结构中，轴与轴承部分之间的滑动部分很重要。

另外，本发明并非刻痕，采用马达与刀片直接连结的结构，不存在轴与轴承的关系，通过嵌合而高精度地以同轴结构组装。

因此，刀片端面与马达直接连结的凸缘端面的面对齐很重要。即，在切割的刀片中，需要用于与凸缘端面对齐的基准平面。

(相对于工件维持恒定切入深度进行切削)

另外，随着切断去除体积大幅发生变化，一个切削刃所去除的体积本身也发生变化，其结果是，无法控制一个切削刃进行去除的情况下的规定的临界切入深度，其结果是，在切断加工中切断阻力大幅发生变化，由于该不平衡性有时会在工件材料内造成裂纹。在这种情况下，也会成为诱发脆性破坏的原因，无法实现延展性模式的加工。即，为了相对于工件在微观上使一个切削刃维持恒定的切入深度，需要对于工件给予恒定的切深在加工过程中确保稳定状态。

另外，在工件不是平板状试料的情况下，有时会无法稳定地固定工件。例如，在直接对圆柱状的工件进行切断的情况下，工件会晃动，不仅切深不恒定，而且工件有时会因切断而振动。

接下来，另一方面，最近存在如Cu/Low-k材料(铜材料和低介电常数的材料混合而成的材料)那样延展性材料和脆性材料混合而成的材料。在如Low-k材料那样的脆性材料中，必须在材料的变形区域内对工件进行加工以便不产生脆性破坏。另一方面，由于Cu是延展性材料因此不会破裂。然而，这种材料不会破裂的同时具有显著的延伸倾向。这种延展性高的材料粘黏于刀片，并且在刀片脱开的部分产生大的毛刺。另外，在圆形刀片中，经常在上部形成如胡须那样的毛刺。

另外，在延展性高的材料中，在即使切断材料仍被刀片拉拽的情况下，存在粘黏于刀片的问题。当粘黏于刀片时，会导致刀片的堵塞提前，刀片的切削刃部分被工件材料覆盖，由此产生磨削能力显著降低的问题。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种切割装置以及切割方法，其即使对于由脆性材料构成的工件，也能够不产生裂纹、破裂，以延展性模式稳定且高精度地进行切断加工。

用于解决课题的手段

为了实现所述目的，本发明的一个方式所涉及的切割装置对工件进行切断加工，其中，所述切割装置具备：切割刀片，其由对金刚石磨粒进行烧结而形成的金刚石烧结体构成为圆盘状，所述金刚石烧结体的所述金刚石磨粒的含量为80vol％(以下仅以“％”表示)以上；旋转机构，其使所述切割刀片旋转；移动机构，其在通过所述切割刀片对所述工件切入恒定的切入深度的同时，使所述工件相对于所述切割刀片进行相对移动。

在本发明的一个方式中，优选为，所述切割刀片沿向下剪切(downcut)方向旋转并切入所述工件。

需要说明的是，向下剪切方向是指，在使工件相对于切割刀片进行相对移动时，切割刀片的切削刃向工件表面切入这种旋转方向。

另外，在本发明的一个方式中，优选为，在所述切割刀片的外周部沿周向连续地设置有形成于所述金刚石烧结体的表面的凹部构成的切削刃(微小切削刃)。

由于由金刚石烧结体构成，因此与现有的通过比金刚石柔软的结合材料进行电沉积的、由金刚石电沉积形成的材料完全不同。

在现有的电沉积金刚石的情况下，由于与金刚石相比结合材料后退因此金刚石突出，其结果是，相对于平均的水准线金刚石磨粒的突出较大。其结果是，由突出量较大的磨粒部分形成过大的切入深度，超过材料固有的临界切入深度而造成裂纹。

与此相对，在本发明的情况下，切割刀片基本由金刚石构成，被金刚石围成的凹陷的部分成为切削刃。因此，不会形成周围后退而突出的磨粒。其结果是，不会成为过大的切入深度，凹部作为切削刃而发挥作用。平面的基准面为金刚石面，在其某些部分处存在有凹陷部分，因此基本上凹陷部分作为切削刃而进行加工。

这样，金刚石磨粒在整体中支配性地存在，在其之间存在有扩散并残留的烧结助剂，从而所形成的切削刃成为形成于金刚石磨粒中的凹陷的切削刃。另外，对于此时的金刚石磨粒的含有率而言，在具有后文叙述的80％以上的金刚石磨粒的含量之后，其空隙部分才作为切削刃而发挥作用。当含有率降低时，不会形成在由金刚石磨粒形成的外缘上形成有凹陷的部分的形式，凹凸部分几乎相同、或凸部成为主导，产生相对突出的部分，从而不会成为给予不对工件造成致命的裂纹的恒定以下的稳定的切入深度的切削刃。

另外，本发明所涉及的刀片由烧结金刚石构成为较大的特征。烧结金刚石通过预先铺设粒径一致的金刚石并添加微量的烧结助剂利用高温高压化而制作。烧结助剂向金刚石磨粒内扩散，其结果是，将金刚石彼此牢固地结合起来。

在电沉积刀片、电铸刀片中，金刚石彼此并不结合。而采用如下的方式，即，通过利用周围的金属使镶嵌有金刚石的构件凝固从而凝固金刚石磨粒的方式。

在烧结的情况下，通过烧结助剂向金刚石内扩散从而金刚石粒子彼此牢固地结合。通过将金刚石粒子彼此结合能够发挥金刚石的特性。在金刚石的刚性、硬度、导热等中，如果金刚石含量较大，则能够发挥大致接近金刚石的物理物性。这是通过使金刚石彼此结合而实现的。

与电铸刀片等其他制法相比，通过利用高温高压化烧成来制作，从而金刚石彼此结合。例如GE公司的康柏金刚石(コンパックスダイヤモンド)(商标)等符合这种烧结金刚石。康柏金刚石通过烧结助剂将由单晶体构成的微粒子彼此结合。

如果提及金刚石的含量，作为金刚石含量大且牢固的金刚石，当然存在有天然金刚石、人工金刚石等。这种单晶体金刚石在脱落时容易沿解理面产生破裂。例如，在将全部刀片设为单晶体金刚石的情况下，即使成形为圆盘状，当在某一方向上存在解理面时，有时从解理面破裂成两块。在由于加工的进行而导致金刚石磨损的情况下，也存在依存于沿着解理面的面方位而产生磨损的问题。

在单晶体金刚石的情况下，在金刚石磨损的过程中，无法严格地控制以何种单位磨损、材料内的磨损过程。

另一方面，同样地，在DLC(类金刚石碳)那样通过CVD气相生长而制作的部件为多晶体，然而也无法高精度地控制晶体粒界的大小。因此，在从粒界磨损时，无法设定何种程度均匀地磨损，从而无法严格地控制由于加工而磨损脱落的晶体单位、粒界的单位。因此，有时会引起较大地缺损、过大的应力作用于一部分的缺口而较大地破裂。

与此相对，在通过高温高压化将金刚石微粒子彼此烧成的PCD(Polycrystalline Diamond)中，与DLC等同样为多晶体金刚石，然而其其晶体结构完全不同。将微粒子彼此烧成的PCD的金刚石微粒子本身为单晶体，并且为硬度非常高的完全的晶体。PCD为了使该单晶体彼此结合，混入烧结助剂而将单晶体彼此结合。此时，结合部分并不完全方位一致，因此作为整体不是单晶体而使作为多晶体而结合的形式。因此，即使在磨损过程中也不存在晶体方位依存性，在任何方向上都具有恒定的较大的强度。

根据以上内容，在PCD的情况下，全部结构不是完全的单晶体而是多晶体，是大小一致的微小单晶体密集集合的状态下的多晶体。

在通过这种结构进行加工的磨损过程中，在外周的切削刃状态以及外周切削刃的间距单位的控制方面，能够高精度地维持初始的状态。在通过切割而逐渐磨损的过程中，与单晶体本身破裂相比，连接单晶体和单晶体的部分的硬度、强度相对较弱，因此从其粒界部分结合断裂而脱落。

在PCD中，在形成切削刃方面，沿着位于单晶体之间的晶体粒界而逐渐磨损，因此自然地设定有等间隔的切削刃。如此形成的凹凸全部为切削刃。另外，在等间隔地存在的自然的凹凸的切削刃之间，也存在有粒子的粒界形成的凹凸的切削刃，它们全部由金刚石构成，因此作为切削刃而存在。

这样，本发明所涉及的刀片将基于PCD的构成和圆盘形状相结合，尤其发挥效果。在圆盘状的外周存在有切削刃，其以依次作用于加工点的形式到达加工点。切削刃在加工中并不持续处于加工点，由于旋转且仅顶端部分圆弧用于加工，因此反复进行加工和冷却因而不存在前端部过度过热的情况。其结果是，金刚石不发生热化学反应而稳定地用于加工。

接下来，形成等间隔的切削刃在后文叙述的作为本发明的课题的延展性模式切割中成为不可或缺的要素。即，在延展性模式切割中，如后述那样，一个切削刃对材料给予的切入深度很重要，另外对于一个切削刃对工件给予的切入深度而言，“刀片外周部的切削刃间隔”为必要要素。这方面地一个刃对工件给予的临界切入深度与切削刃间隔的关系在后文叙述，为了规定一个刃的临界切入深度，设定稳定的切削刃间隔是必需的。在高制度地设定该切削刃间隔方面，将粒径一致的单晶体磨粒彼此烧结而结合的PCD成为优选。

需要说明的是，作为补充，在本发明的“形成等间隔的切削刃”中，说明本发明中的PCD材料的金刚石磨粒配置、与一般的其他事例中的进行金刚石磨粒的配置的现有刀片的不同。

在电铸刀片中，磨粒的含有率较少。在日本特开2010-005778号公报等中，在磨粒层中，金刚石磨粒的含有率为10％左右。因此，首先不存在磨粒含有率超过70％这种设定。因此，各磨粒稀疏地存在。虽然某种程度地均匀配置，但为了确保一个磨粒的充分的突出磨粒间隔仍较大。

在日本特许3308246号中，记载有稀土类磁石切断用的切割刀片，由金刚石及/或CBN的复合烧结体形成。金刚石或CBN的含量设为1～70vol％，更优选为5～50％。当金刚石含量超过70％时，虽然在翘曲·弯曲方面没有问题，然而对于冲击变弱容易破损。

在日本特许4714453号中，还公开了对陶瓷、金属、玻璃等复合材料进行切断、开槽加工的工具。记载了在对金刚石进行烧成而制成的工具中磨粒在烧成对中含有3.5～60vol％。这里的技术课题为，即使接续线材料高弹性模量、高硬度，磨粒的保持力也较高，如果采用所记载的结构，能够始终维持充分的磨粒的突出。并且记载了通过充分确保“磨粒的突出”而有效地维持自锐性由此能够进行高速加工。

这样，当考虑现有事例时，在电铸刀片中，即使在金刚石烧结体的刀片中，不存在将磨粒的间隙铺满的情况。另外，也不存在将铺满的磨粒的间隙设为切削刃的思想。在本发明中，为了以延展性模式进行加工，在之后用数学式进行说明，一个切削刃给予的临界切入深度很重要，为了将该切入深度确保为恒定以下，切削刃的间隔很重要。另外，对于切削刃而言，并不制作较大独立地突出的磨粒，而是铺满金刚石，利用铺满的凹陷的部分形成等间隔的切削刃。

图22A以及22B中示意性地示出与金刚石磨粒含有率对应的磨粒间隔的状况。为了通过恒定的磨粒间隔形成不给予过度的切深的切削刃，需要在紧密接合地铺满金刚石的基础上，连续地去除一部分的磨粒而使其粗糙。因此，为了铺满最低需要至少70％以上的金刚石磨粒含有率。在其基础上必需去除一部分金刚石。如果以80％以上的金刚石磨粒的含量进行烧结，则如图22A所示，至少不存在空间上的间隙而形成铺满金刚石的状态，此后，通过去除磨粒本身而使其粗糙，能够自然地形成具有等间隔的切削刃的刀片。另外，如此形成的凹凸全部作为切削刃而发挥作用。

通过以上内容，为了形成等间隔的切削刃，需要在高密度地铺满磨粒的基础上由通过高温高压化烧成的材料构成。

需要说明的是，如图22B所示，在金刚石磨粒的含有率为70％以下的情况下，难以随意地形成等间隔的切削刃。这是由于，在含有率为70％以下的情况下，无论如何都会形成金刚石磨粒较多的部分和较少的部分，在金刚石磨粒稀疏的部分，在该部分中由于独立的磨粒的存在，而可能使切削刃的间隔变大。在切削刃的间隔较大的情况、或存在稀疏的部分例如仅一个金刚石磨粒较大地突出的情况下，无法设定精确的突出量，从而对工件给予造成致命的裂纹的切入深度。

在之前示出的日本特许4714453号中，为了解决在足够的磨粒的突出的情况下进行高速加工的课题，优选为金刚石磨粒的含有率设为70％以下。然而，在本发明中，以延展性模式进行无裂纹的切割为课题。因此，为了使磨粒之间的凹陷部分作为切削刃而发挥作用并且将切削刃的间隔保持为恒定间隔，优选为，金刚石含有率最低为70％以上，理想情况为80％以上。

另外，该情况下的刀片并不仅如刀具那样通过锋利的刃进行切断。即并不由锋利的刃制作前端，利用剪刀那样的原理进行切断。需要一边切削一边去除工件而开槽。需要连续地进行如下操作，即，连续地排出切屑并且使下一个刃向材料内切入。因此，并不是仅仅前端锋利即可，需要微小的切削刃。

在这种密集地铺满金刚石的结构的情况下，切削刃部分不仅是粒界部分，还通过外周部分的自然的粗糙度而形成恒定的切削刃间隔。这种切削刃间隔在后文示出具有具体的间隔的事例，有时金刚石粒径与切削刃间隔为完全不同的尺寸。

在这种具有与金刚石粒径不同的切削刃间隔的情况下，与通常的电铸式的刀片相比切削刃的思想不同。即，在现有刀片中，金刚石埋入结合材料中而存在，各个金刚石彼此独立地存在，因此，切削刃的大小与金刚石粒径相同。即，一个金刚石形成一个切削刃。在这种结构中，自锐性的单位为一个一个金刚石，即相当于一个一个切削刃。切削刃的单位与自锐性的单位相同。例如，在需要某种程度地与工件卡合的情况下，由于需要切深而需要增大切削刃，与之对应对于自锐性而言，由于磨粒本身脱落因此自锐性的单位也增大，与之对应寿命大幅缩短。

根据以上内容，在现有的电铸刀片等中，磨粒的大小与切削刃的大小相同成为用于确保切削刃的状态的制约。

与此相对，在利用了本发明的烧结金刚石的刀片的情况下，将较小的金刚石彼此结合。在将金刚石彼此结合而构成的烧结金刚石的刀片的外周部，形成有比金刚石粒子大的切削刃。与切削刃的单位相比，构成烧结体的一个一个磨粒即金刚石的粒径为1μm左右，非常小。

在使用本发明所涉及的刀片的情况下，虽然随着加工一个一个金刚石脱落，然而切削刃整体不脱落。另外，在脱落时并不是如电铸刀片那样构成一个切削刃的磨粒脱落，在金刚石彼此结合的部分中，一部分金刚石脱落而落下。

其结果是，在自锐性的过程中，在本发明的情况下，在小于切削刃的大小的区域内金刚石由于磨损而剥离脱落，切削刃本身的大小并不较大地发生变化。在一个切削刃内，成为一边极微小且局部地剥离脱落一边进行切割的形式。其结果是，切削刃的大小本身不发生变化，另一方面，切削刃整体不会因磨损而导致锋利度变差。较小且局部地自锐，并且将每一个切削刃的最大切入深度保持为恒定以内。其结果是，能够持续进行延展性模式加工，并且能够同时得到稳定的锋利度。

另外，如果从其它观点出发，在现有的通过结合材料例如镍等进行电沉积而使磨粒凝固的修整器的情况下，当一个磨粒脱落时，该脱落的部分成为孔，因此切削刃消失，与该部分相应的加工性消失。因此，为了维持加工性，为了使接下来的切削刃容易突出，必需设计成使结合材料迅速地磨损而使接下来的磨粒突出。

与此相对，在本发明的结构中，金刚石脱落的部分成为较小的凹陷，该凹陷部分形成被其它金刚石磨粒包围区域，作为存在于较大的切削刃内的微小切削刃而存在，构成咬入工件的微小粗糙度。即，在金刚石脱落部分直接成为接下来的切削刃这一点上，与现有结构相比自锐性的思想完全不同。

在这种切削刃的思想中，间隔以及一个切削刃切入的临界切入深度作为切割中的设定条件，在外周需要切削刃的刀片中设定恒定的刀片的切深，需要以与该切深的设定对应的对于工件的进给速度进给。因此，沿着表面形状以恒定切深并以恒定进给使刀片动作的装置成为前提。在工件为平面的情况下，需要与作为加工对象的工件表面平行地设定恒定切深而对刀片进行相对进给。

接下来，通过使圆盘状的刀片旋转，各自的外周端部的切削刃在加工点处进行了工件的去除加工后，保持该状态而成为空切的方式，刀片被自然冷却。特别是，与工件接触的部分为极小的一部分，绝大部分成为空切的形式而被冷却。

在切削等的情况下，切削刃与工件连续接触，切削刃部分由于摩擦而具有热量，即便是金刚石也会热化学性地逐渐磨损，通过相对于工件表面使圆盘状刀片立起而切入工件，能够大幅避免因热量的影响导致的金刚石的磨损。

另外，在本发明的一个方式中，优选为，所述金刚石烧结体是使用软质金属的烧结助剂对所述金刚石磨粒进行烧结而成的构件。

通过将软质金属设为烧结助剂，刀片具有导电性。在刀片不具有导电性的情况下，难以准确地估计刀片外周端部的外径，并且当考虑因安装于主轴单元而产生的安装误差等时，难以准确地估计相对于工件的刀片前端位置。

因此，刀片使用导电性的刀片，并且使导电性的刀片与夹紧成为基准的平面状基板的夹紧板导通，通过在导电性刀片与夹紧板接触的时刻导通能够确定刀片与卡盘板的相对高度。

另外，在本发明的一个方式中，优选为，所述凹部由使所述金刚石烧结体磨损及进行修整处理而形成的凹部构成。

另外，在本发明的一个方式中，优选为，所述金刚石磨粒的平均粒径为25μm以下。

在此，在之前示出的日本特许3308246号中，记载了稀土类磁石切断用金刚石刀片，然而优选为，金刚石含有率为1～70vol％，金刚石的平均粒径为1～100μm。另外，在实施例1中，金刚石的平均粒径为150μm。其目的在于，减少弯曲翘曲提高心轴的耐磨损性。

另外，同样在日本特许3892204号的刀片中，对于金刚石的粒径而言，平均粒径在10～100μm内有效，但更优选为40～100μm的平均粒径。

在日本特开2003-326466中，为对陶瓷、玻璃、树脂、金属进行切割的刀片，优选为，平均粒径为0.1μm～300μm。

这样，在现有的刀片中，优选比较大的尺寸的金刚石粒径。

在本发明中，金刚石磨粒的平均粒径与金刚石含量相结合，需要为25μm以下。

在25μm以上的情况下，金刚石彼此接触的面积比例急剧减低，与之对应，虽然一部分通过烧结而结合但大多数部分不存在烧结助剂，成为空间。

在刀片的厚度方向上，如果不具有最少在厚度方向上存在两个到三个微粒子的宽度，则无法形成各磨粒彼此相互结合的牢固的刀片本身。当由25μm以上的微粒子构成时，厚度方向最少需要50μm以上。然而，在厚度方向比50μm厚的刀片中，由于存在的切削刃的直线性，一个刃切入的最大切入深度例如在SiC等情况下比0.1μm的Dc值大。因此，存在无法微小地进行延展性模式的可能性，难以进行理想的延展性模式的加工，理论上引起脆性破坏的概率非常大。该点之后进行详细说明。

因此，优选为，金刚石磨粒的粒径为25μm以下。但是，对于最小粒径，目前对0.3～0.5μm左右的微粒金刚石进行了试验，对于在其以下的超微粒金刚石情况不明。

另外，在本发明的一个方式中，优选为，所述切割刀片的外周部形成为比所述外周部的内侧部分薄，更优选为所述切割刀片的外周部的厚度为50μm以下。

在此，切割刀片的外周部是指进入工件内的部分的宽度。对于进入工件的部分而言，在延展性模式切割的情况下，当刀片宽度比工件厚度大时，会使工件破裂。对于该情况之后详细说明

另外，在本发明的一个方式中，优选为，在所述旋转机构上设置有与使所述切割刀片旋转的旋转轴垂直的金属制的凸缘面，所述切割刀片在一侧面具备基准平面部，并以所述基准平面部与所述凸缘面抵接的状态固定于所述旋转轴。在该方式中，更优选为，所述切割刀片的基准平面部构成为以所述旋转轴为中心的环状。

本发明的其他方式所涉及的切割装置对工件进行切断加工，其中，所述切割装置具备：切割刀片，其由对金刚石磨粒进行烧结而形成的金刚石烧结体构成为圆盘状，所述金刚石烧结体的所述金刚石磨粒的含量为80vol％以上；旋转机构，其使所述切割刀片旋转；移动机构，其在通过所述切割刀片对所述工件切入恒定的切入深度，并向所述切割刀片给予微粒子的同时，使所述工件相对于所述切割刀片进行相对移动。

本发明的另一其他方式所涉及的切割方法对工件进行切断加工，其中，所述切割方法包括：使切割刀片旋转，并且对所述工件切入恒定的切入深度的工序，所述切割刀片由对金刚石磨粒进行烧结而形成的金刚石烧结体构成为圆盘状，所述金刚石烧结体的所述金刚石磨粒的含量为80vol％以上；在通过所述切割刀片对所述工件给予恒定的切入深度的状态下，使所述工件相对于所述切割刀片进行相对移动的工序。

在本发明的另一其他方式中，优选为，所述切割刀片沿向下剪切方向旋转并切入所述工件。

另外，在本发明的另一其他方式中，优选为，在所述切割刀片的外周部沿周向连续地设置有形成于所述金刚石烧结体的表面的凹部(微小切削刃)。

另外，在本发明的另一其他方式中，优选为，所述金刚石烧结体是使用软质金属的烧结助剂对所述金刚石磨粒进行烧结而成的构件。

另外，在本发明的另一其他方式中，优选为，所述金刚石磨粒的平均粒径为25μm以下。

另外，在本发明的另一其他方式中，优选为，所述切割刀片的外周部构成为比所述外周部的内侧部分薄，更优选为，所述切割刀片的外周部的厚度为50μm以下。

另外，在本发明的另一其他方式中，优选为，设置有与使所述切割刀片旋转的旋转轴垂直的金属制的凸缘面，所述切割刀片在一侧面具备基准平面部，并以使所述基准平面部与所述凸缘面抵接的状态固定于所述旋转轴。在该方式中，更优选为，所述切割刀片的基准平面部构成为以所述旋转轴为中心的环状。

发明效果

根据本发明，通过由金刚石磨粒的含量为80％以上构成的金刚石烧结体而一体地构成为圆盘状。因此，与现有的电铸刀片相比，能够高精度地控制相对于工件的切割刀片的切入深度。由此，不会给予过度的切深，能够对工件切入恒定的切入深度并且使工件相对于切割刀片进行相对移动。其结果是，即使是对于由脆性材料构成的工件，也能够在将切割刀片的切入深度设定为工件的临界切入深度以下的状态进行切入，从而能够在不产生裂纹、破裂的情况下以延展性模式稳定且高精度地进行切断加工。

附图说明

图1是表示切割装置的外观的立体图。

图2是切割刀片的主视图。

图3是表示图2的A-A剖面的侧剖视图。

图4A是表示切削刃部的结构的一个例子的放大剖视图。

图4B是表示切削刃部的结构的其他例子的放大剖视图。

图4C是表示切削刃部的结构的另一其他例子的放大剖视图。

图5是示意性地表示金刚石烧结体的表面附近的状况的概要图。

图6是表示利用金刚石磨粒的平均粒径为50μm的刀片进行开槽加工的情况下的工件表面的状况，并表示产生有裂纹的事例的图。

图7是表示切割刀片安装于主轴单元的状态的剖视图。

图8A是表示比较实验1(硅开槽加工)的结果的图(本实施方式)。

图8B是表示比较实验1(硅开槽加工)的结果的图(现有技术)。

图9A是表示比较实验2(蓝宝石开槽加工)的结果的图(本实施方式)。

图9B是表示比较实验2(蓝宝石开槽加工)的结果的图(现有技术)。

图10A是表示比较实验3的结果的图(刀片厚20μm的情况)。

图10B是表示比较实验3的结果的图(刀片厚50μm的情况)。

图10C是表示比较实验3的结果的图(刀片厚70μm的情况)。

图11A是表示比较实验4的结果的图(工件表面)。

图11B是表示比较实验4的结果的图(工件剖面)。

图12A是表示比较实验5的结果的图(工件表面)。

图12B是表示比较实验5的结果的图(工件剖面)。

图13A是表示比较实验6的结果的图(本实施方式)。

图13B是表示比较实验6的结果的图(现有技术)。

图14是示意性地表示使用具有两侧锥度类型的切削刃部的刀片进行切割加工时的状况的说明图。

图15是表示产生有毛刺、屑的状况的图。

图16是对使刀片平行移动进行加工时的最大切入深度进行几何计算的情况的说明图。

图17A是表示通过粗糙度仪对刀片外周端进行测量的结果的图。

图17B是表示通过粗糙度仪对刀片外周端进行测量的结果的图。

图18A是表示刀片该周端的表面状态的图(刀片前端侧面)。

图18B是表示刀片该周端的表面状态的图(刀片前端)。

图19是表示刀片前端切入工件材料的状况的示意图。

图20A是在与刀片的厚度有关的说明中所使用的说明图。

图20B是在与刀片的厚度有关的说明中所使用的说明图(刀片的厚度比工件的厚度大的情况)。

图20C是在与刀片的厚度有关的说明中所使用的说明图(刀片的厚度比工件的厚度小的情况)

图21是表示电铸刀片的表面的状况的概要图。

图22A是表示与金刚石磨粒含有率对应的磨粒间隔的状况的示意图(磨粒含有率80％以上的情况)。

图22B是表示与金刚石磨粒含有率对应的磨粒间隔的状况的示意图(磨粒含有率70％以下的情况)。

图23是通过光纤激光形成切削刃的情况下的刀片外周端的剖视图(以100μm间隔形成50μm孔)

图24是微粒子供给机构的主视图。

图25是微粒子供给机构的侧视图。

具体实施方式

以下，按照附图对本发明所涉及的切割装置以及切割方法的优选实施方式进行说明。

图1是表示切割装置的外观的立体图。如图1所示，切割装置10包括：在与外部装置之间交接收纳有多个工件W的盒的装卸端口12；具有吸附部14并将工件W向装置各部输送的输送机构16；对工件W的表面进行摄像的摄像机构18；加工部20；对加工后的工件W进行清洗并使其干燥的旋转器22；控制装置各部的动作的控制器24等。

在加工部20上设置有两个对置配置并在前端安装有刀片26的高频马达内置型的空气轴承式主轴单元28，所述空气轴承式主轴单元28以规定的旋转速度高速旋转，并且相互独立地进行图中的Y方向的分度进给和Z方向的切深进给。另外，吸附载置工件W的工件工作台30构成为能够以Z方向的轴心为中心而旋转，并且构成为通过X工作台32的移动在图中的X方向上进行磨削进给。

工件工作台30构成为，具备利用负压真空吸附工件W的多孔吸盘(多孔质体)。载置于工件工作台30的工件W以被多孔吸盘(未图示)真空吸附的状态被保持固定。由此，作为平板状试料的工件W以被多孔吸盘平面矫正后的状态被整面相同地吸附。因此，即使在切割加工时对工件W作用有剪切应力，也不会使工件W产生位置偏移。

这种真空吸附工件整体的工件保持方式使刀片对工件给予连续且恒定的切入深度。

例如，在工件未矫正为平板状这种试料的情况等中，难以定义工件表面的基准面，因此，难以设定从该基准面起何种程度的刀片的切入深度。在无法设定相对于工件的恒定的刀片的切入深度的情况下，也无法设定一个切削刃给予连续且稳定的切深的临界切入深度，难以进行稳定的延展性模式切割。

如果工件矫正为平板状则能够定义工件表面的基准面，并能够设定距基准面的刀片切入深度，因此能够设定每一个切削刃的临界切入深度，从而能够进行稳定的延展性模式切割。

需要说明的是，也可以不是真空吸附，而是整面粘合于硬质基板上的形式。将整面牢固粘合的面作为基准，即使是较薄的基板，如果能够规定表面，则能够进行稳定的延展性模式切割。

图2是切割刀片的主视图。图3是表示图2的A-A剖面的侧剖视图。

如图2以及图3所示，本实施方式的切割刀片(以下，简称为“刀片”)26是环型的刀片，在其中央部贯穿设置有用于安装于切割装置10的主轴单元28的安装孔38。

需要说明的是，刀片26由烧结金刚石构成，为圆盘状或环状，如果是同心圆状的结构，则温度分布为轴对称。如果是相同原料且是轴对称的温度分布，则半径方向上的与泊松比对应的剪切应力不发挥作用。因此，外周端部保持理想的圆形，另外，外周端维持处于同一面上，因此通过旋转以位于一直线上的方式作用于工件。

刀片26由烧结金刚石磨粒而形成的金刚石烧结体(PCD)一体地构成为圆盘状。该金刚石烧结体的金刚石磨粒的含量(金刚石含量)为80％以上，各金刚石磨粒通过烧结助剂(例如钴等)而相互结合。

刀片26的外周部是相对于工件W而切入的部分，且设置有与其内侧部分相比形成为薄刃状的切削刃部40。在该切削刃部40上沿刀片外周端部(外周缘部)26a的周向以微小间距(例如10μm)连续地形成有切削刃(微小切削刃)，所述切削刃由形成于金刚石烧结体的表面的微小的凹陷构成。

在本实施方式中，切削刃部40的厚度(刃厚)构成为至少比工件W的厚度薄。例如在对100μm的工件W进行切断加工的情况下，优选切削刃部40的厚度构成为50μm以下，更优选构成为30μm以下，进一步优选构成为10μm以下。

作为切削刃部40的剖面形状，既可以形成为朝向外侧(前端侧)厚度逐渐变薄的锥状，也可以形成为具有均匀的厚度的直线状。

图4A至图4C是表示切削刃部40的结构例的放大剖视图。需要说明的是，图4A至图4C相当于将图3的B部放大后的部分。

图4A所示的切削刃部40A是仅一侧的侧面部倾斜地加工成锥状的一侧锥类型(单V类型)的构件。在该切削刃部40A中，例如，形成为最薄的外周端部的厚度T1为10μm，一侧的侧面部加工成锥状的部分的锥角θ₁为20度。需要说明的是，刀片26的内侧部分(除后述的环状部36以外)的厚度为1mm(在图4B以及图4C中也是同样的)。

图4B所示的切削刃部40B是两侧的侧面部倾斜地加工成锥状的两侧锥类型(双V类型)的构件。在该切削刃部40B中，例如，形成为最薄的外周端部的厚度T₂为10μm，两侧的侧面部加工成锥状的部分的锥角θ₂为15度。

图4C所示的切削刃部40C是两侧的侧面部平行地加工为直线状的直线类型(平行类型)的构件。在该切削刃部40C中，例如，以直线状加工成最薄的前端部的厚度T₃为50μm。需要说明的是，直线状的前端部的内侧部分(中央侧部分)的一侧的侧面部加工成锥状，其锥角θ₃为20度。

图5是示意性地表示金刚石烧结体的表面附近的状况的概要图。如图5所示，通过烧结助剂86使金刚石烧结体80成为金刚石磨粒(金刚石粒子)82彼此高密度地相互结合的状态。在该金刚石烧结体80的表面形成有由微小的凹陷(凹部)构成的切削刃(微小切削刃)84。该凹陷84通过对金刚石烧结体80进行机械加工并选择性地磨损钴等烧结助剂86而形成。由于金刚石烧结体80的磨粒密度高，因此烧结助剂86磨损而形成的凹陷成为微小的凹袋状，不会如电铸刀片那样出现锋利的金刚石磨粒的突出(参照图21)。因此，形成于金刚石烧结体80的表面的凹陷作为输送对工件W进行切断加工时所产生的切屑的凹袋而发挥功能，并且作为对于工件W给予切深的切削刃84而发挥功能。由此，能够提高切屑的排出性并且高精度地控制相对于工件W的刀片26的切入深度。

在此，对本实施方式的刀片26进一步进行详细说明。

如图5所示，本实施方式的刀片26通过使用烧结助剂86对金刚石磨粒82进行烧结而形成的金刚石烧结体80一体构成。因此，在金刚石烧结体80的间隙中极少量地存在有烧结助剂86，烧结助剂还向金刚石磨粒本身扩散，实际上成为金刚石彼此牢固结合的形态。该烧结助剂86使用钴、镍等，与金刚石相比硬度较低。因此，虽然说金刚石彼此结合，但在烧结助剂较多的部分与单晶体金刚石相比强度大致微变弱。这种部分在对工件W进行加工时磨损而减少，相对于金刚石烧结体80的表面(基准平面)成为适当的凹陷。另外，通过对金刚石烧结体80进行磨损处理加工，在金刚石烧结体80的表面形成有去除了烧结助剂的凹陷。另外，通过利用GC(绿碳化硅)的整形用磨具进行整形、或根据情况切断作为较硬的脆性材料的超硬合金，除烧结助剂以外使一部分金刚石脱落，从而使金刚石烧结体的外周部形成适当的粗糙度。通过使该外周部的粗糙度比金刚石粒径大，从而不易在一个切削刃内产生微小的金刚石磨粒的脱落，而引起切削刃的磨损。

形成于金刚石烧结体80的表面的凹陷对于延展性模式的加工有利地发挥作用。即，如上所述，该凹陷作为排出对工件W进行切断加工时所产生的切屑的凹袋而发挥功能，并且作为对于工件W给予切深的切削刃84而发挥功能。因此，向工件W的切深量自然限定于规定范围内，从而不会给予致命的切深。

另外，根据本实施方式的刀片26，由金刚石烧结体80一体构成，因此对于形成于金刚石烧结体80的表面的凹陷的数量、间距、其宽度而言，能够随意调节。

即，构成本实施方式的刀片26的金刚石烧结体80使用烧结助剂86使金刚石磨粒82相互结合。因此，在相互结合的金刚石磨粒82之间具有烧结助剂86而存在粒界。该粒界部分相当于凹陷，因此通过设定金刚石磨粒82的粒径(平均粒径)，自然能够确定凹陷的间距、数量。另外，通过使用利用了软质金属的烧结助剂86能够选择性地进行凹陷加工，从而能够选择性地使烧结助剂86磨损。另外，对于其粗糙度而言，通过使刀片26旋转并且设定磨损处理、修整处理，从而能够对其粗糙度进行调节。即，能够通过与金刚石磨粒82的粒径的选择相对应而形成的粒界的间距，对由形成于金刚石烧结体80的表面的凹陷构成的切削刃84的间距、宽度、深度、数量进行调节。上述切削刃84的间距、宽度、深度、数量在进行延展性模式的加工上发挥重要的作用。

这样，根据本实施方式，通过对金刚石磨粒82的粒径的选择和磨损处理、修整处理的控制性优异的参数进行适当调节，能够高精度地沿晶体的粒界实现所希望的切削刃84的间隔。另外，能够在刀片26的外周部沿周向以一直线状排列由形成于金刚石烧结体80的表面的凹陷构成的切削刃84。

在此，作为比较，关于对金刚石磨粒进行烧结而得到的砂轮，作为类似的构件具有在刻痕中所使用的砂轮，为了避免与刻痕砂轮混淆，了解其不同点。

对于在刻痕中所使用的砂轮而言，例如，在日本特开2012-030992号公报等进行了公开。在上述文献中，公开了由烧结金刚石形成并且圆环状的刃在外周部具有刃尖的砂轮。刻痕与本发明的切割经常被认为两者在分割材料的技术中属于相同的部类，然而它们的加工原理、与其加工原理相对应的具体结构完全不同。

首先，作为上述文献与本发明根本性的不同，上述文献的刻痕是指，如上述文献段落【0020】所记载地那样，在由脆性材料形成的基板的表面形成刻痕线(纵裂痕)的装置，通过刻痕产生沿垂直方向延伸的垂直裂纹(参照上述文献段落【0022】)。利用该裂纹进行割断。

与此相对，本发明作为不产生裂纹、屑而以剪切的方式去除材料的加工方法，其原理完全不同。具体而言，刀片本身高速旋转，相对于工件面大致沿水平方向进行作用而去除工件，因此不向工件的垂直方向施加应力。另外，其切入深度限于材料的变形区域内，以不产生裂纹的切入深度进行加工，其结果是，加工后得到没有裂纹的面。根据以上内容，加工原理完全不同。

对照以上的加工原理的不同，以下列举刀片的标准中的具体不同。

·(刃尖顶角方面)

对于刻痕而言，仅在材料内部产生裂纹，因此几乎不进入材料内。仅使刃尖的稜线进行作用，刃尖角通常为钝角(参照上述文献段落【0070】)。考虑到因扭转导致的损坏，无论如何也不会考虑设定为锐角更何况是20度以下。

与此相对，对于切割而言，进入材料内部并去除进入的部分，刃尖为直线，最多刃的顶角为考虑了因刀片行进方向上的切割阻力而引起的压曲程度的V字程度。最大顶角也在20度以下。

另外，当设为20度以上的顶角时，除切断后的剖面倾斜而使剖面积增大以外，无论是加工的结构方面，还是从刀片前端持续切割的要素，由刀片的侧面磨削的体积增加。其结果是，加工的效率性降低，有时无法进行加工。在切割的情况下，在刀片外周形成切削刃，通过前端的切削刃高效地持续切割，另一方面，要求刀片侧面提高与工件的润滑性，降低磨削的量并且镜面化。当由刀片的侧面磨削的量增多时，侧面的磨削量必然增多，无法使切断后的剖面镜面化。因此，在切割中，最优选为直线形状，最低可以为刀片不压曲程度的非常小的V字，最多为20度以下。

·(材料组成方面)

对于刻痕而言，在砂轮与工件抵接的状态(侵入状态)下如果行进方向发生变化则有时会由于扭转的应力导致刃尖损坏。因此，即使是同样的金刚石的烧结体，将金刚石的重量％设为65％～75％。其结果是，不仅提高耐磨损性、耐冲击性，还提高耐扭转强度特性。当将金刚石的重量％设为75％以上时，虽然砂轮的硬度本身上升，但耐扭转强度降低。因此，将相对的金刚石含量设定得较少。

与此相对，对于切割而言，刀片高速旋转以恒定量去除材料并且直线前进。因此，未施加扭转的应力。另一方面，在金刚石含量较少的情况下，在切入时，外表的硬度降低，因此由于来自工件的反作用力、在刀片的切削刃切入的期间内工件弹性恢复，有时无法维持规定的切入深度。因此，在切割的情况下，刀片的硬度与工件的高度相比具有非常大的硬度，以能够不引起反弹保持规定的切深而持续切割。为了以延展性模式在材料的变形区域内不允许加工时的切削刃作用期间内的弹性恢复而进行加工，需要与单晶体金刚石(努氏硬度10000左右)等同的表面硬度，需要努氏硬度约8000左右。其结果是，金刚石含量需要为80％以上。但是，当金刚石含量为98％以上时，由于烧结助剂的比例极度降低，因此金刚石彼此的结合力变弱，刀片本身的韧性降低变脆而容易破损。因此，金刚石含量需要为80％以上，如果考虑实用方面，则优选为98％以下。

根据以上内容，对于在刻痕砂轮中所使用的PCD与在本发明的切割刀片中所使用的PCD而言，即使材料相同，由于其加工原理完全不同，因此所要求的PCD的组成，具体而言金刚石含量完全不同。

·(砂轮构造与基准面方面)

并且，砂轮的结构不同。刻痕砂轮具有刀架，刀架是将刻痕砂轮保持为旋转自如的要素。刀架主要具有销和支承框体，销的部分(轴的部分)不旋转。砂轮的内径部成为轴承，通过与作为轴的销的部分相对摩擦而旋转，在材料表面形成垂直方向的刻痕线(纵裂痕)。

与此相对，对于本发明所涉及的刀片而言，刀片以同轴的方式安装于旋转的主轴单元。主轴单元与刀片一体地高速旋转。刀片需要相对于主轴垂直地安装，需要消除因旋转产生的振摆。

因此，在刀片上存在有基准平面。存在于刀片的基准面与预先垂直地安装于主轴单元的凸缘的基准端面抵接而固定。由此，确保刀片相对于主轴单元旋转轴的垂直度。在确保该垂直度之后，通过刀片旋转，形成于外周部的切削刃以一直线状作用于工件。

另外，刻痕的情况下的基准面是与圆板刀片的轴平行的圆筒面，以垂直按压刀片为前提而规定。然而，本发明所涉及的刀片中的刀片的基准面如上所述为与主轴单元的凸缘对置的刀片的侧部端面(圆板面)。通过将刀片的基准面设为刀片的侧面(圆板面)，刀片相对于刀片中心以取得平衡的状态高精度地旋转。因此，对于形成于刀片前端的切削刃而言，即使刀片高速旋转，切削刃以刀片中心为基准在恒定半径位置处且所定义的规定的高度位置处高精度地进行作用，不对规定高度的工件施加垂直的应力，切削刃相对于工件面水平地进行作用而去除。因此，即使工件是脆性材料，也不会因垂直应力对工件面造成裂纹。

·(加工原理方面)

是沿该垂直方向形成裂纹来进行加工还是不产生任何裂纹而进行加工是刻痕与本发明所涉及的切割的根本不同的原理的不同点。

·(外周刃的槽的作用)

另外，对于刻痕而言，仅在表面通过刻痕器的垂直应力进行按压而形成刻痕线。刻痕的情况下的外周刃的槽的作用为用于使砂轮的刃尖的突起部与脆性材料基板抵接(侵入)而在材料上产生垂直的裂纹(参照上述文献段落【0114】)。即，该槽为槽以外的部分能够侵入材料形成造成垂直裂纹的程度的刻痕线的这种槽。因此，与这种槽相比，槽与槽之间的突出部分如何侵入材料更为重要。

与此相对，在切割的情况下，设置于外周端部的凹部发挥切削刃的作用。凹部与凹部之间的部分形成外周的轮郭，并设定为，在它们之间设定的切削刃相对于工件表面形成不造成裂纹的程度的临界切入深度。因此，在切割的情况下需要形成切削刃。

另外，对于刻痕的情况下的槽深度而言，以给予用于形成刻痕线的侵入量的程度形成槽深度，然而在切割的情况下，必需进入工件内，通过一个一个切削刃对工件进行磨削去除。因此，刀片前端必需完全进入工件内，并且不允许刀片的振摆，使切削刃直至材料的纵深与工件面垂直地进行作用。

在本发明所涉及的刀片的情况下，在外周端部具有恒定间隔的凹部的切削刃。如后文所述，该切削刃间隔只要为一个切削刃所给予的临界切入深度为不会造成裂纹的程度即可。因此，需要适当地确保切削刃间隔。

另外，对于刻痕砂轮而言，保持刻痕砂轮与脆性材料抵接而使刻痕砂轮的刃尖的朝向变更90度，将其称为滚动轮效果。

在切割刀片中，刃进入材料内，因此无法使刃尖的朝向变更90度。例如，对于直线形状、顶角为20度以下的切割刀片，如果在抵接的同时变更刃尖则刃会折断。

需要说明的是，在使用由软质金属构成的烧结助剂86烧结而成的金刚石烧结体80的情况下，作为在其表面形成凹陷的方法，最优选为磨损处理、修整处理等，但并不限定于此。例如，在使用钴、镍这种烧结助剂的情况下，通过利用酸系的蚀刻化学性地进行局部溶解，也能够在金刚石烧结体80的表面形成凹陷。

与此相对，在现有的电铸刀片中，金刚石磨粒本身发挥切削刃的作用，为了对其切削刃的间距、宽度等进行调节，必需依赖于最初使金刚石磨粒分散的分散程度，因此，技术上较为困难。即，较多地包含金刚石磨粒的分散这种不确定性，实际上无法控制。另外，即便金刚石磨粒的分散不充分存在聚集的部分、或过于分散存在稀疏的部分，也难以对其随意地进行调节。这样，在以往的电铸刀片中，无法控制切削刃的排列。

另外，在以往的电铸刀片中，在目前的技术中不存在一个一个人为地排列微米级的金刚石磨粒的技术，基本不可能高效地以整列成一直线状的方式排列切削刃。另外，在混合有切削刃密集的部分和稀疏的部分实际上无法控制切削刃的排列的现有的电铸刀片中，难以控制相对于工件W的切深量，理论上无法进行延展性模式的加工。

在本实施方式的刀片26中，金刚石烧结体所含有的金刚石磨粒的平均粒径优选为25μm以下(更优选为10μm以下，进一步优选为5μm以下)。

根据本发明人进行的实验结果，在金刚石磨粒的平均粒径为50μm的情况下，在晶片材料为SiC并以0.1mm的切深量进行切割的情况下产生有裂纹。估计金刚石脱落是主要因素。在以50μm以上的金刚石平均粒径进行烧结的情况下，金刚石粒子彼此紧贴的面积变小，通过局部的面积而使较大粒子彼此结合。因此，在材料的组成方面具有耐冲击性非常弱容易脱落的缺点。当由于局部的冲击导致50μm以上的单位的金刚石脱落时，因该脱落而形成非常大的切削刃。在该情况下，作为孤立的切削刃给予规定的临界切深以上的切入深度，其结果是，产生屑、裂纹的概率变得非常高。另外，当50μm左右的金刚石脱落时，不仅剩余部分的切削刃变大，该脱落的金刚石磨粒本身纠缠于工件与刀片之间，有时还会造成裂纹。如果是25μm以下的微粒子则不会得到稳定地产生这种裂纹的结果。

图6示出通过金刚石磨粒的平均粒径为50μm的刀片进行开槽加工的情况下的工件表面的状况，并示出产生有裂纹的事例。

另外，在表2中示出评估通过将金刚石磨粒的平均粒径分别设为50μm、25μm、10μm、5μm、1μm、0.5μm的刀片进行开槽加工的情况下的裂纹或屑的产生率的结果。评估结果按照A、B、C、D的顺序表示裂纹或屑的产生率变高。其他条件如下。

·标准评估条件：SiC基板(4H)(六方晶)

·主轴单元转速：20000rpm

·进给速度：1mm/s

·切入深度：100μm

·评估指标：通过是否存在10μm以上的屑进行评估。(理想的情况为完全不存在屑)

[表2]

另外，在蓝宝石的情况下以0.2μm的切深产生了裂纹。在石英、硅的情况下以相同的切深也产生了裂纹。

并且，在金刚石磨粒的平均粒径为50μm的情况下，难以将刀片的刃厚(刀片外周端部的厚度)设为50μm以下，在制作刀片26时在刀片26的外周部刃豁口较多。另外，即使欲以100μm(0.1mm)的刃厚制作刀片，仍存在具有较大空隙的部分，并且，有时会因较小的冲击而破裂，实际上难以稳定地制作刀片。

另一方面，在金刚石磨粒的平均粒径为25μm、5μm、1μm、0.5μm的情况下，即使对于SiC、蓝宝石、石英以及硅的各种脆性材料，进行与平均粒径为50μm的情况相同的切深也不会产生裂纹。即，对于这些脆性材料，在金刚石磨粒的平均粒径为50μm的情况下因超微级的切深产生裂纹，在使用50μm以上的平均粒径的金刚石磨粒的情况下，必然切深变大，会造成致命的裂纹。与此相对，在使用平均粒径为25μm以下(更优选为10μm以下，进一步优选为5μm以下)的金刚石磨粒的情况下，能够将切深抑制得较小，从而能够实现高精度的切入深度的控制。

需要说明的是，作为本实验的一般的加工条件为：刀片外径为50.8mm，晶片尺寸为2英寸，切深10μm开槽，主轴单元转速20000rpm，工作台进给速度5mm/s。

作为这样构成的刀片26的制造方法，在以碳化钨为主要成分的基台上放置金刚石微粉末并投入模具中。接下来，向该模具中添加钴等溶剂金属(烧结助剂)以作为烧结助剂。接下来，在5GPa以上的高压且1300℃以上的高温气氛下进行烧成·烧结。由此，金刚石磨粒彼此直接相互结合，形成非常牢固的金刚石的锭。这样，例如，能够得到直径为60mm大小并且烧结金刚石层(金刚石烧结体)为0.5mm且碳化钨层为3mm的圆柱锭。作为形成于碳化钨上的金刚石烧结体，具有住友电工硬质合金公司制DA200等。仅取出金刚石烧结体，对刀片基材实施外周磨损处理及修整处理加工而形成规定形状，由此能够得到本实施方式的刀片26。需要说明的是，对于圆柱锭的金刚石表面(除切削刃部40以外)而言，优选为，作为用于在旋转时不产生振摆的基准面形成，通过进行斯凯夫研磨(scaif，研磨用圆盘)，预先加工成表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)0.1μm左右的镜面。

在此，上述制造方法中的磨损处理·修整处理能够采用如下这种条件。

作为磨损处理，具有如下条件等。

·刀片转速：10000rpm

·进给速度：5mm/s

·工件加工对象：石英玻璃(玻璃材料)

·加工处理时间：30分钟

·通过上述处理，仅去除1～2μm左右的钴烧结助剂而形成凹陷。并且，较薄地涂敷非常薄的蚀刻液(弱酸系)，不供给纯水在干燥环境下进行处理从而使凹陷进一步加深。

作为修整处理(磨损处理)，可以为如下的条件。

·刀片转速：10000rpm

·进给速度：5mm/s

·工件加工对象：GC600修整磨具(70mm□)

(GC600是指碳化硅质磨削材料的粒度600号(#600)。粒度基于日本工业标准(JIS：Japan Industrial Standards)R6001)

·加工处理时间：15分钟

·通过该处理也仅去除钴烧结助剂而形成凹陷。

需要说明的是，对于刀片外周部中的、刀片外周端部和刀片侧面部而言，优选为改变粗糙度。具体而言，刀片外周端部相当于切削刃，通过磨损处理沿晶体粒界调节切削刃间隔。特别是刀片外周端部在工件材料上形成切深，并且某种程度上被较大地加工去除，因此稍微粗糙地加工。

另一方面，刀片侧面部并不积极地进行去除加工，只需粗糙为在与工件材料的槽侧面部接触时切削槽侧面部的程度即可。另外，当在刀片侧面部具有突出时，会导致槽侧面部破裂，因此在不形成突出部的情况下进行加工，另一方面，需要降低与槽侧面部的接触面积，至少需要降低因摩擦形成的热量的产生。因此，优选为侧面部不那么粗糙。

在以往的电铸刀片等中，由于以通过电镀加固的方式制作磨粒，因此成为面整体相同这种磨粒分布，其结果是，无法较大地区分刀片外周端与刀片侧面的磨粒的附着形态。即，在用于持续切割工件的刀片外周端部、和设为与工件摩擦且进行微小切削的程度的侧面部，不能使粗糙度的状况明显改变。

在本发明所涉及的刀片的情况下，基本由金刚石构成，能够在该状态下进行成形加工。例如，在本发明所涉及的刀片的情况下，为了加工侧面部，可以进行金刚石抛光等。通过利用微小的金刚石(粒径1μm～150μm)对表面进行加工，能够形成例如Ra为0.1μm～20μm左右的粗糙度。

另一方面，刀片外周部与刀片侧面部不同，需要对工件进行加工并且持续切割，因此优选为与侧面部不同形成作为切削刃的粗糙度。这种粗糙度例如能够通过脉冲激光等在外周部形成切削刃。

在通过脉冲激光形成切削刃的情况下，优选使用如下所示的条件等。

激光振荡设备：美国IPG公司制光纤激光：YLR-150-1500-QCW

进给工作台：JK702

波长：1060nm

输出：250W

脉冲宽度：0.2msec

焦点位置0.1mm

工件转速2.8rpm

气体：高纯度氮气0.1L/min

孔径50μm

工件刀片材料：住友电工制DA150(金刚石粒径5μm)

外径50.8mm

通过这种脉冲式光纤激光，如图23所示，能够以0.1mm间距在刀片外周端上形成直径0.05mm并以恒定间隔连续的半圆状的锋利的切削刃。在这种切削刃形成中，金刚石粒径为5μm的大小，但能够将一个切削刃本身设为50μm切削刃。另外，如果以等间隔形成切削刃，则通过将转速设为高速旋转，使表象的间隔减小，由此能够进行延展性模式的切割(例：主轴单元转速10000rpm以上的情况等)。

在光纤激光的情况下，对于一个切削刃的大小而言，能够由5μm左右的大小到较大的1mm的各种孔径形成切削刃的大小，然而通常根据激光的束径，能够形成5μm到200μm左右。

在电铸法等中通过电镀由加固金刚石的材料形成切口，与此不同，由烧结金刚石的材料构成，通过在其形成为圆盘的外周端连续地构成微小的切口，从而一个一个的切口作为切削刃而发挥作用。

在日本特开2005-129741号公报中，记载了在通过电铸法制造的刀片中在外周部形成切口的方法，对于该情况下的切口而言，作为切屑的排出功能、防止堵塞的功能而设置切口，并非作为切削刃而设置。在通过电铸法进行制造的情况下，在切口的边缘部分并不一定存在有金刚石，而是与结合材料共同存在，因此结合材料随着加工而磨损，对于材料并不作为切削刃而发挥作用。

与此相对，在由金刚石烧结体构成刀片的情况下，在外周部上挖出的切削刃的前端直接作为切削刃而发挥作用。另外，与切削刃的大小50μm相比金刚石磨粒径较小为5μm，因此在一个切削刃中，可能会由于一个金刚石磨粒脱落导致在切削刃内小规模地自锐。在现有的电铸法中的磨具中，金刚石磨粒本身作为切削刃而发挥作用，因此切削刃的大小与自锐单位为相同的大小，然而在本发明的情况下，通过形成随意的切削刃，能够改变切削刃的大小与其中金刚石自锐的单位，其结果是，能够长期确保锋利度。

并且，通过与刀片的侧面部的粗糙度相比而增大刀片的外周端部的粗糙度，能够通过刀片外周端持续切割并且刀片侧面通过不那么粗糙的面对工件进行切削并使其镜面化。以往，在由电铸法形成的刀片中，难以独立地改变外周端部的粗糙度和侧面部的粗糙度，实际上无法实施，然而如本发明那样，通过使用烧结金刚石，能够随意地在外周端部形成等间隔的切削刃，并且能够将刀片侧面设为不那么粗糙的面。由此，能够确保外周的锋利度高效地持续切割，并且在工件侧面能够完全独立地进行镜面精加工。

需要说明的是，对于仅在刀片外周一个一个地埋入高硬度的金刚石芯片的结构(例如日本特开平7-276137号公报等)而言，切削刃可能以等间隔形成，但并未由一体的圆盘状的PCD形成，因此如上所述，通过导热方面、形状的平面度及平面的连续性方面、不吸收因加工产生的冲击而局部地对工件施加明显的剪切力方面、以及以延展性模式进行加工方面等，明确可知与本发明所涉及的刀片完全不同。

这种切削刃的间隔、侧面部的表面的粗糙度根据加工对象材料而适当调节。

图7是表示刀片26安装于主轴单元28的状态的剖视图。如图7所示，主轴单元28主要包括：主轴主体44，其内置有未图示的马达(高频马达)；主轴46，其以能够转动的方式被主轴主体44轴支承，且其前端部以从主轴主体44突出的状态配设。

轮毂凸缘48是夹装于主轴46与刀片26之间的部件，设置有形成为锥状的安装孔48a，并且设置有圆筒状的突起部48b。在该轮毂凸缘48上设置有凸缘面48c，所述凸缘面48c成为用于确定刀片26相对于主轴46(旋转轴)的垂直度的基准面。如后文所述，在该凸缘面48c上抵接有刀片26的刀片基准面36a。

在刀片26中，在一侧的端面与切削刃部40相比靠内侧的部分处设置有形成为厚壁的环状部(抵接区域)36(参照图2以及图3)。在该环状部36上形成有供轮毂凸缘48的凸缘面48c抵接的刀片基准面36a。优选为，刀片基准面36a设置在形成有环状部36的端面中的比其他位置高的位置处，由此容易形成平面度。另外，需要使构成刀片基准面36a的环状部36的厚度与设置于刀片外周部的切削刃部40相比非常厚。

为了在切断时在材料表面不产生脆性破坏，需要缩小刀片外周部的切断宽度，作为其厚度必需为50μm以下。

然而，在保持该刀片外周部的厚度，包括刀片基准面部分在内全部以50μm以下的厚度进行制作的情况下，在形成刀片的平面的过程中，加工时的加工形变成为较大的问题。特别是，当以50μm左右的厚度制作刀片整面时，由于刀片两侧面彼此的形变的平衡而使刀片向一侧弯曲。即便在刀片稍微弯曲的情况下，由于外周端部非常薄，因此因非常小的应力而使刀片向之前弯曲侧压曲变形，其结果是无法使用。

因此，形成刀片基准面的部分为，即使在刀片的面上残留有加工形变，也不会因该形变而产生翘曲的程度的厚度。对于直径为50mm左右的圆板，不产生因加工形变形成的翘曲的程度的刀片的基准面部分的厚度最低为0.25mm以上，优选为0.5mm以上。如果不具有该程度的刀片基准面部分的厚度，则作为刀片基准面无法维持平面。如果无法维持平面则难以使刀片外周端部以一直线状作用于工件。

根据以上内容，在本实施方式的刀片26中，需要满足如下条件。

即，由于即便刀片26的两侧面的加工形变的平衡崩溃，刀片基准面36a也必需维持平面，因此最低基准面部的厚度需要0.3mm以上。

另一方面，为了不使材料产生裂纹，刀片外周端部必需在极微小的区域内进行加工。因此，设置于刀片外周部的切削刃部40的厚度需要为50μm以下。

即，例如当整体观察直径50mm的刀片时，为了维持平面度需要全部一体制作，刀片内周部为了维持平面度必需增厚，另一方面刀片外周部必需减薄。

需要说明的是，作为形成平面度的方法，可以使用由斯凯夫研磨等实施的镜面加工。

作为刀片26的安装方法，首先，在将形成为锥状的主轴46嵌合于轮毂凸缘48的安装孔48a的状态下，通过未图示的固定机构将轮毂凸缘48定位固定于主轴46。接下来，在将刀片26的安装孔38嵌合于轮毂凸缘48的突起部48b的状态下，通过将刀片螺母52拧入形成于突起部48b的前端的螺纹部，从而将刀片26定位固定于轮毂凸缘48。

这样，在将刀片26经由轮毂凸缘48安装于主轴46时，刀片26相对于主轴46的垂直度由轮毂凸缘48的凸缘面48c的平面度、刀片26的刀片基准面36a的平面度、以及将两者重叠安装的安装精度来决定。因此，优选为，轮毂凸缘48的凸缘面(与旋转轴垂直的面)48c、与该凸缘面48c接触的刀片26的刀片基准面36a例如通过镜面加工而平坦化，且以相对于主轴46的垂直度为高精度的方式而形成。由此，在经由轮毂凸缘48将刀片26安装于主轴46时，通过在使凸缘面48c与刀片基准面36a接触的状态下进行定位固定，能够使刀片26高精度地与主轴46垂直。

另外，刀片26的中心位置的精度由刀片26的安装孔38与轮毂凸缘48的突起部48b的嵌合精度来决定，通过提高安装孔38的内周面以及突起部48b的外周面的加工精度，能够确保他们的同轴度，从而能够实现良好的安装精度。

其结果是，通过除确保刀片单体精度以外，还确保高精度的相对于主轴46的安装精度，能够实现高精度的切断加工。

即，为了以延展性模式进行加工，不仅需要将刀片26的切削刃部40的厚度构成得较薄，还需要以能够使该切削刃部40沿与刀片26的旋转轴(主轴46)垂直的方向作用于大致一直线上的方式高精度的安装，能够充分满足该要求精度。

在本实施方式中，对刀片26进行轴支承的轮毂凸缘48以及主轴46由不锈钢(例如SUS304，SUS304是根据日本工业标准(JIS：Japan IndustrialStandards)的不锈钢，以下，本发明中的不锈钢根据日本工业标准)等金属材料构成。另一方面，如上所述，刀片26由金刚石烧结体80一体构成。即，刀片基准面36a成为被金属基准面支承的结构。根据这种构成，即使由于切断加工而使刀片外周部的切削刃部40具有热量、或在主轴46侧具有热量，首先热量均匀地向刀片26的内部传递。即，刀片26由导热系数非常高的金刚石烧结体80构成，与此相对，对刀片26进行轴支承的轮毂凸缘48以及主轴46由与金刚石烧结体80相比导热系数非常低的不锈钢构成。因此，产生于上述构件的热量沿着刀片26向周向传递，沿刀片26的周向迅速地均匀化，成为放射状的温度分布。仅金刚石部分迅速传递热量，在不锈钢的主轴46、轮毂凸缘48上由于剖面积等方面不易传递有热量且接触部也较少，因此，其结果是进一步促进了金刚石部分的热量的均匀化，在该均匀的状态下，能够确保热量的平衡。

另外，在刀片外周部中，不存在阻碍热膨胀的构件，并且不具有双金属效果，因此刀片26的外周部能够良好地确保圆度以及平面度。其结果是，设置于刀片外周端部的切削刃84相对于工件W作用于一直线上。

需要说明的是，在本实施方式中，示出了刀片26经由轮毂凸缘48安装于主轴46的结构，但也可以采用刀片26直接安装于主轴46的结构，能够获得相同的效果。

接下来，对使用了本实施方式的刀片26的切割方法进行说明。该切割方法为，能够对硅、蓝宝石、SiC(碳化硅)、玻璃等脆性材料不伴随有裂纹、屑等脆性破坏地进行塑性变形并且稳定且高精度地进行切断加工的方法。

首先，从载置于装卸端口12的盒中取出工件W，通过输送机构16载置于工件工作台30上。通过摄像机构18对载置于工件工作台30上的工件W的表面进行摄像，通过未图示的X、Y、θ的各移动轴对工件工作台30进行调节，从而使工件W上的被切割的线的位置与刀片26的位置一致。当位置对齐结束并开始切割时，主轴单元28开始旋转，以刀片26切断工件W或开槽的量使主轴单元28沿Z方向下降至规定的高度并使刀片26高速旋转。在该状态下，工件W相对于刀片位置与工件工作台30一起通过未图示的移动轴，向图1所示的X方向进行加工进给，并且通过下降至规定的高度的主轴单元前端上所安装的刀片26进行切割。

此时，设定刀片26相对于工件W的切入深度(切深量)。必需设定为，通过使在外周具有多个切削刃的刀片26高速旋转，使一个切削刃(微小切削刃)84成为临界切入深度(Dc值)以下。该临界切入深度为，能够在不产生脆性材料的脆性破坏的情况下进行塑性变形的延展性模式下的切断加工的最大切入深度。

在此，在表3中示出工件材料与不造成裂纹的每一个刃的临界切入深度的关系。

[表3]

工件材料	临界切入深度Dc值[μm]
		SiC	0.26
Si3N4	1.98
		Al2O3	1.03
ZrO2	6.22
		Si	0.15

由表3可知，例如在工件材料为硅的情况下，其临界切入深度为0.15μm，因此刀片26相对于工件W的切入深度设定为0.15μm以下。在假设切入深度超过0.15μm的情况下无法避免工件材料的裂纹产生。

另外，可知在表3所示的工件材料中，硅的临界切入深度(0.15μm)最小，与其他材料相比容易破裂。由此，对于大多数材料而言，如果是0.15μm以下的切入深度，理论上能够进行延展性模式加工，该延展性模式加工能够在不产生裂纹的情况下在材料的变形范围进行加工。

另外，刀片26相对于工件W的圆周速度(刀片圆周速度)设定为与刀片26相对于工件W的相对进给速度(加工进给速度)相比非常大。例如，在刀片26的转速为20000rpm，刀片26的外径为50.8mm时，刀片26的旋转速度为53.17m/s，与此相对，刀片26的相对进给速度设定为10mm/s。

需要说明的是，刀片26的切入深度、旋转速度、刀片26相对于工件W的相对进给速度的控制由图1所示的控制器24进行。

以每次的切入深度设定为临界切入深度以下的状态反复进行这种延展性模式的切割加工，直至切断线的槽深度成为最终切入深度。

而且，当对于工件W的沿着一个切断线的切割加工结束时，刀片26分度进给并定位至接下来进行加工的相邻的切断线，通过与上述相同的加工步骤，实施沿着该切断线的切割加工。

而且，通过反复进行所述切割加工，当沿规定量的切断线的切割加工全部结束时，使工件W与工件工作台30一起旋转90度，通过与上述相同的加工步骤，沿着与前述切断线正交的方向的切断线进行切割加工。

这样，当沿全部切断线的切割加工全部结束时，工件W切断分割成多个芯片。

在此，为了验证本发明的效果，对在上述切割加工方法中使用本实施方式的刀片26和现有的电铸刀片对工件进行开槽加工的结果进行说明。

[比较实验1](硅晶片)

作为本实施方式的刀片26，使用两侧锥度类型(双V类型)的刀片。另一方面，作为现有的电铸刀片，使用刀片厚度为50μm(#600)的刀片。其他条件如下。

·装置：刀片切割装置AD20T(東京精密制)

·刀片转速：20000rpm

·工件进给速度(加工进给速度)：10mm/s

·切入深度：30μm

·工件：硅晶片(厚度780μm)

图8A以及8B示出比较实验1的结果。需要说明的是，图8A以及8B是表示开槽加工后的工件表面的状况的图。

如图8A所示，在使用本实施方式的刀片26的情况下，对于工件而言，能够在不产生裂纹的情况下形成切断槽。

另一方面，如图8B所示，在使用现有的电铸刀片的情况下，在工件表面上产生有微小的裂纹。另外，在切断槽的底面也产生有裂纹。

这样，确认了在使用本实施方式的刀片26的情况下，与使用现有的电铸刀片的相比，能够在不产生裂纹的情况下以延展性模式稳定且高精度地进行切断加工。

[比较实验2](蓝宝石晶片)

接下来，使用与比较实验1相同的刀片，以如下的条件进行比较实验。

·装置：刀片切割装置AD20T(東京精密制)

·刀片转速：20000rpm

·工件进给速度(加工进给速度)：10mm/s

·切入深度：50μm

·工件：蓝宝石晶片(厚度200μm)

图9A以及9B示出比较实验2的结果。需要说明的是，图9A以及9B是表示开槽加工后的工件表面的状况的图，图9A是使用本实施方式的刀片26的情况，图9B是使用现有的电铸刀片的情况。

由图9A以及9B可知，即使在将工件变更为蓝宝石晶片的情况下，也确认能够得到与将硅晶片设为对象的比较实验1相同的结果。

[比较实验3](SiC晶片)

接下来，使用直线形状的刀片，以如下的条件进行比较实验。以刀片厚度为20μm、50μm、70μm厚进行实验。

·装置：刀片切割装置AD20T(東京精密制)

·刀片转速：20000rpm

·工件进给速度(加工进给速度)：2mm/s

·切入深度：200μm

·工件：4H-SiC晶片Si面(厚度330μm)

图10A至10C是表示由本实施方式的刀片26实施的开槽加工后的工件表面的状况的图，图10A表示刀片厚度为20μm的情况，图10B表示刀片厚度为50μm的情况，图10C表示刀片厚度为70μm的情况。

虽然刀片厚度为50μm以下是理想情况，然而在SiC的情况下，对于70μm的刃厚，虽然存在微小的裂纹，但不存在明显的裂纹。

[比较实验4](超硬合金)

接下来，与之前相同使用直线形状的刀片，以如下的条件进行比较实验。以刀片厚度为20μm厚进行实验。

·装置：刀片切割装置AD20T(東京精密制，AD20T是装置的型号)

·刀片转速：10000rpm

·工件进给速度(加工进给速度)：1mm/s

·切入深度：40μm

·工件：超硬WC(WC：碳化钨)

图11A以及11B示出了由本实施方式的刀片26实施的开槽加工后的工件表面(图11A)以及剖面(图11B)。如该图所示，示出了即使是超硬这种硬质材料也能够进行理想的延展性模式加工。

[比较实验5](聚碳酸酯)

接下来，与之前相同使用直线形状的刀片，以如下的条件进行比较实验。以刀片厚度为50μm厚进行实验。

·装置：刀片切割装置AD20T(東京精密制)

·刀片转速：20000rpm

·工件进给速度(加工进给速度)：1mm/s

·切入深度：500μm(全断)

·工件：聚碳酸酯

图12A以及12B分别示出了由本实施方式的刀片26实施的开槽加工后的工件表面、以及工件剖面。如图12A所示，当从工件表面观察时观察到锋利的切断线。如图12B所示，可知与现有的电铸刀片相比得到镜面的切断面。

[比较实验6](CFRP：carbon-fiber-reinforced plastic)

接下来，与之前相同使用直线形状的刀片，以如下的条件进行比较实验。以刀片厚度为50μm厚进行实验。

·装置：刀片切割装置AD20T(東京精密制)

·刀片转速：20000rpm

·工件进给速度(加工进给速度)：1mm/s

·切入深度：500μm(全断)

·工件：CFRP

图13A以及13B示出比较实验6的结果。需要说明的是，图13A以及13B是表示开槽加工后的工件剖面的状况的图，图13A是使用本实施方式的刀片26的情况，图13B是使用现有的电铸刀片的情况。

当与现有的电铸刀片进行比较时，电铸刀片扯断一个一个纤维，因此无法观察到纤维的光滑的剖面，然而在本发明的刀片中，并不扯断一个一个纤维而能够得到具有平整的纤维端面的切断面。

其结果是，在本发明所涉及的刀片的情况下，形成有连续的切削刃，各个凹陷部分成为切削刃并且金刚石彼此结合。因此，在电铸刀片中，在切削刃切断一根纤维使由柔软的结合材料吸收冲击，切削刃无法锋利地进行作用，然而在本发明所涉及的刀片中，通过金刚石的剪切应力，不会吸收瞬时的冲击而使刃尖锋利地进行作用。

接下来，对即便在将刀片26相对于工件W的切入深度设为临界切入深度(Dc值)以下进行延展性加工模式的切断加工的情况下也能够进行实用的切割加工的理由进行说明。

例如，考虑使用外径50mm的刀片26对由硅晶片构成的工件W进行切断加工的情况。需要说明的是，在刀片外周端部以约10μm的间距沿周向设置有沿着晶体粒界的切削刃(微小切削刃)。在该情况下，由于刀片的外周长为157mm(157000μm)，因此在外周部形成有约15700个切削刃。

首先，作为一个切削刃不会对工件W造成裂纹的程度的切深，设为形成0.15μm的切深，通过该切深一次的去除量为0.02μm(20nm)。需要说明的是，通常，SiC、Si、蓝宝石、SiO₂等不产生裂纹的临界切入深度为亚微米级(例如约0.15μm)。于是，由于在刀片外周端部存在有15700个切削刃，因此刀片每旋转一周理论上能够持续加工0.314mm(314μm)左右。当作为切割的主轴单元设为10000rpm时，每秒旋转166周。因此，每秒的刀片外周端部的切断去除排除距离为52.124mm。例如，在将刀片的进给速度设为20mm/s的情况下，与按压并进入工件材料内的速度相比，沿剪切方向加工去除工件材料的速度较快。即，成为如下方式，在切断工件材料时，以不引起工件材料的破坏的程度形成微小切深，沿与刀片的行进方向正交的水平方向对工件材料进行加工推开，刀片使该推开去除的部分前进。因此，不存在进给产生裂纹的程度的0.1μm以上的切深的情况，因此能够不引起脆性破坏而进行基于塑性变形的延展性加工区域内的切断加工。即，通过使刀片高速旋转并且使由刀片旋转而产生的刀片外周端部(前端部)相对于加工对象材料的圆周速度比刀片相对于加工对象材料的进给速度大，能够进行延展性加工。

需要说明的是，实际上考虑到稍微的刀片的偏芯以稍存在富余的方式实施，对于φ50.8mm的刀片直径而言，如果以20000rpm旋转并且以10mm/s左右的进给速度进行加工，则不会产生材料的裂纹。

接下来，对为了使用本实施方式的刀片26实现延展性模式的加工而进行各种研究的结果进行说明。

[关于刀片的切削刃部的剖面形状]

在本实施方式中，设置于刀片26的外周部的切削刃部40的剖面形状优选使用图4A至4C所示的剖面形状中的图4B所示的两侧锥度类型(双V类型)。

图14是示意性地表示使用具有两侧锥度类型的切削刃部40的刀片26进行切割加工时的状况的说明图。首先，如图14中的(A)部至(C)部所示，设置于刀片26的切削刃部40的任意位置处的前端部40a从工件W的表面部缓慢移动至最深部(最下点)并且进行工件W的磨削。之后，如图14中的(C)部至(D)部所示，切削刃部40的前端部40a从工件W的最深部朝向表面部缓慢移动。此时，在磨削槽的侧面与刀片26的侧面之间形成有间隙S。

即，在刀片26的切削刃部40从工件W的表面向内侧切入的区域内，在刀片旋转方向上游侧成为进行工件W的磨削的切断部60，另一方面，在其下游侧在刀片侧面(切削刃部40的侧面)与槽侧面之间形成有间隙S，不进行工件W的磨削，成为供由上游侧的切断部60磨削产生的切屑向槽内排出的排出部62。

一般，毛刺、屑在使刀片从材料脱离时与槽侧面摩擦而产生。因此，例如如图15所示，在使用两侧的侧面部平行地加工成直线状的直线类型的刀片90的情况下，从刀片前端部(切削刃部)向工件W内部侵入到向外侧脱出为止，刀片侧面一直与切断槽的侧面接触。因此，与两侧锥度类型的刀片26相比，在刀片前端部从工件W内部脱离时，切断槽的侧面与刀片侧面容易摩擦，其结果是，成为引起毛刺、屑的主要原因(参照图15中的(D)部、(E))。另外，在使用埋入金刚石磨粒的电铸刀片的情况下，从刀片侧面突出的磨粒剐蹭槽侧面，容易促进槽侧面的毛刺、屑的产生。

与此相对，通过具有两侧锥度类型的切削刃部40的刀片26，如上所述，在刀片26从工件W脱离时在刀片侧面与槽侧面之间产生有间隙S，因此不会产生毛刺、屑。另外，随着切屑的排出，能够将磨削时产生的热量与切屑一起排出。由此，能够防止刀片26的翘曲。

即，刀片26的切削刃部40向工件W内切入朝向至最下点切入工件W，之后，刀片26通过工件W的最下点，在刀片26从工件W脱出的过程中，以在刀片侧面与槽侧面之间形成有间隙S的状态将刀片26从工件W脱出，因此能够有效地抑制屑等的产生。

并且，通过进行上述这种切断加工，有助于极力抑制因伴随刀片侧面与槽侧面的接触形成的摩擦而产生的热量的产生。其结果是，能够抑制因热量的上升而产生的切断阻力的增大等，从而防止切断屑向刀片26熔敷。另外，通过在将刀片26从工件W脱出的过程中形成间隙S并将切断屑弃置于槽内，从而具有使切断屑携带热量并排出热量的效果。这种切断屑能够通过之后的清洗而冲走。并且，由于能够抑制刀片26的发热量、工件W的发热量，因此即便不向刀片26、工件W供给大量的水，也能够防止它们的发热，能够在干燥的环境下进行加工。

[关于金刚石磨粒的粒径与含量的关系]

在本实施方式中，为了以延展性模式进行加工，需要考虑刀片26的周向上的磨粒排列。其理由如下。

首先，假设为了形成0.15μm的切深，作为用于形成该切深的切削刃(微小切削刃)的大小，优选为一位程度的大小的磨粒径、切削刃间隔。在成为三位以上较大的切削刃间隔的情况下，当还考虑切削刃间隔的误差时，难以形成微小的切深。

通常，对于平板状试料，对使大致等间隔地设置有切削刃的刀片平行移动并进行加工时的最大切入深度进行几何计算。以下，根据图16，如果将绘制了剖面线的部分设为每一刃的切屑部分，则由连结刀片中心O与切屑上的一点A而得到线的确定的AC的长度成为每一刃的最大切入深度g_max。

需要说明的是，D为刀片直径、Z为刀片切削刃数量、N为刀片的每分转速、V_S为刀片的圆周速度(πDN)，V_W为工件的进给速度、S_Z为刀片每一刃的进给量、a为切入深度。

因此，

[数学式1]

∠AOD＝θ

如果切入深度g_max与刀片直径D相比非常小，则

[数学式2]

$g_{\max }=\stackrel{\‾}{\mathrm{AC}}=\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}\sin \mathrm{\θ}$

[数学式3]

$\stackrel{\‾}{\mathrm{AB}}=S_z=V_w/\mathrm{NZ}$

[数学式4]

$\sin \mathrm{\θ}=\mathrm{AE}/\mathrm{OA}=\sqrt{\mathrm{aD}}/\frac{D}{2}=2\sqrt{a/D}$

因此，

[数学式5]

$g_{\max }=2\frac{V_w}{\mathrm{NZ}}\sqrt{\frac{a}{D}}\·\·\·\left(1\right)$

在此，代替刀片的刃数Z，而使用切削刃间隔λ，设为Z＝πD/λ，当代入式(1)时，求出每一刃的最大切入深度。

[数学式6]

$g_{\max }=2\frac{V_w}{\mathrm{\πDN}}\mathrm{\λ}\sqrt{\frac{a}{D}}$

在此，πDN明显与刀片圆周速度V_S相等。即，由下式给出由刀片实施的平板加工中的切削刃间隔λ与每一刃的最大切入深度的关系。

[数学式7]

$g_{\max }\≈2\mathrm{\λ}\frac{V_{\mathrm{\ω}}}{V_s}\sqrt{\frac{a}{D}}$

其中，设为g_max：每单位切削刃的切入深度，λ：切削刃间隔，Vω：工件进给速度，Vs：刀片速度，a：刀片切入深度，D：刀片直径。

由此可知，为了将每单位切削刃的切入深度设为恒定以下，切削刃的间隔很重要。另外，刀片的旋转速度也很重要。

根据该g_max的公式所示的关系，即使设为Vω：40mm/s、Vs：26166mm/s、a：1mm、D：50mm、λ：25μm，也仅为0.027μm左右的切深量，成为0.1μm以下的切深量。如果在该范围内，则由于处于临界切入深度以下，因此为延展性模式加工的范围。

为了进行延展性模式加工，必须满足上述的条件。

并且，作为实用的条件，在使两英寸直径的刀片(直径50mm)以10000rpm旋转并进行加工的条件下，将工件厚度设为0.5mm，将工件的进给速度设为10mm/s，以1mm的间距形成刀片外周部分的切削刃间隔(Vω：10mm/s、Vs：157×10⁴mm/s、a：0.5mm、D：50mm、λ：1mm)。

对于其他条件，当代入以上的公式时，一个刃切入的临界切入深度为0.08μm，依然为0.1μm以下的切入深度。因此，即使在设定为刀片无偏芯且理想性地全部切削刃均作用于工件的去除加工时，在临界情况下能够形成于刀片外周部的切削刃间隔如果可以至1mm以下，则能够在不给予产生致命的裂纹的过量的切深的情况下进行加工。

需要说明的是，对于SiC而言，不产生裂纹的临界切入深度为0.1μm左右。在其他蓝宝石、玻璃、硅等中，不造成该裂纹的临界切入深度为0.2～0.5μm左右，因此如果将临界切入深度设定为0.1μm以下，则绝大多数的脆性材料不会产生裂纹，而能够在材料的塑性变形区域内进行加工。

因此，优选为，安装于刀片周围的切削刃间隔为1mm以下。

另一方面，刀片周围的切削刃间隔也可以为1μm以上。假设在平均的切削刃间隔为1μm以下的情况、即具有亚微米级的切削刃间隔的情况下，临界切入深度量与材料去除的深度单位几乎为相同程度。即，两者均为亚微米级，在这种条件下，实际上难以实现一个切削刃所期待的去除量，反而由于堵塞模式导致加工速度急剧降低。

在这种状况下，认为且不说一个切削刃的临界切入深度就连一个切削刃能够去除的深度本身有时也无法实现。

需要说明的是，上述观点在切断工件而得到的剖面积恒定的情况下成立。即，与同如下的刀片相关的内容一致，即，在试料为大致平板状试料的情况下，使刀片高速旋转，将刀片相对于平板状工件设定为恒定的切入深度，使工件滑动并且进行切断加工的刀片。

另外，在上述的公式中，一个切削刃给予的临界切入深度由切削刃间隔确定是很重要的。一个切削刃所切入的量被与接下来的切削刃的间隔影响，当在某一部分处为切削刃间隔较大的部分时，呈现出比所希望的临界切入深度更深地切入从而造成裂纹的可能性。因此，切削刃间隔是重要的要素，为了得到稳定的切削刃间隔，优选为使用将单晶体金刚石烧结而成的PCD材料，以根据材料组成自然地设定该切削刃间隔。

其中，即使金刚石磨粒的粒径(平均粒径)较大，其间隙被密集地铺满，如果实际上的磨粒间隔为比其粒径小的量级，则能够进一步抑制、控制磨粒的切深。实际上，作为理想的粒径，优选为1μm至5μm左右的金刚石磨粒。

需要说明的是，粒径并不一定限定为切削刃间隔。在准确地进行修整的情况下，切削刃的间隔相当于粒径，然而通常在切除并修整后的状态下，切削刃间隔比磨粒径大。

即，对于粒界，如果被严格规定，则解释为存在于一个磨粒的两侧的间隙相当于切削刃，然而实际上若干磨粒凝结脱落，自然形成一定周期的切削刃。通过均衡地使刀片粗糙能够形成切削刃间距。

图17A以及17B中示出通过粗糙度仪对刀片外周端进行测量的结果。并且，图18A以及18B中示出表面状态的照片。由于是烧结体，因此基本上表面所能观察到的部分全部由作为磨粒的金刚石构成。

另外，表面的凹凸由金刚石粒界形成，构成自然的大致等间隔的凹凸形状。该一个一个的凹部作为用于切入材料的切削刃而发挥作用。由图可知，由于在4mm范围内具有260个、263个山数，因此该切削刃间为距约15μm间距的切削刃间隔。需要说明的是，本材料由住友电工硬质合金公司制的DA200构成，所构成的金刚石粒子的粒径公称1μm。这样，即使粒径较小，使切削刃间隔形成为比该粒径大，由图可知大致等间隔地形成。

通过对单晶体的微粒子进行烧结而制成的金刚石烧结体形成刀片本身，由此形成这种等间隔的切削刃。

这样，在刀片前端部分，为了持续切割工件而形成较大的凹凸，与此相对，与刀片前端部分相比，刀片侧面部分以去除后的工件切断后的端面成为镜面的方式进行磨削。因此，刀片前端部为了持续切割粗糙地成形，与此相对刀片侧面部平滑地成形。

需要说明的是，在现有的电铸刀片中，通常金刚石磨粒的间隔与其粒径相比非常大。这是由于单纯对稀疏散布的金刚石磨粒单进行镀敷，镀敷的时间完全不同。

与此相对，在本实施方式的刀片26中，金刚石烧结体的烧结助剂通过烧结而在金刚石内熔融将金刚石彼此牢固地结合，因此构成为非常硬质并且高强度。另外，金刚石烧结体与电铸刀片相比，相对地金刚石含量较多(例如，参照日本特开昭61-104045号公报)，并且与电铸刀片相比相对强度较大。

另外，刀片材料内部的大部分被金刚石占据，因此与金刚石体积相比，能够缩小除此以外的部分(包含烧结助剂)，在金刚石烧结体的情况下，即使假设粒径较大，也能够实际上将金刚石粒径的间隙设为微米级。

另外，金刚石磨粒之间的凹陷部分在本发明中发挥非常重要的作用。金刚石磨粒非常硬质，作为烧结助剂而加入的钴的一部分浸渗至金刚石内，一部分残留于金刚石磨粒之间。由于该部分与金刚石相比硬度稍柔软，因此在切断加工中容易磨损而成为稍凹陷形。即，存在被金刚石彼此夹持的部分，通过使其之间的凹陷成为微小的切削刃，从而在不给予过度的切深的情况下得到稳定的切深。另外，微小的切削刃不仅为被金刚石彼此夹持的凹陷，金刚石粒子本身脱落而形成的凹陷部分也作为切削刃而发挥作用。该切削刃间隔只需设定为不超过之前的公式所示的每一个刃的临界切入深度的程度的间隔即可。

例如，考虑将25μm粒径的金刚石磨粒烧结而凝结的情况。在此，为了便于理解，假设金刚石磨粒为四边为25μm的立方体。为了使金刚石磨粒彼此结合，在25μm的外侧将两侧1μm的部分作为用于与其它粒子结合的结合部分来利用。于是，成为四边为27μm的立方体。在该情况下，金刚石磨粒部分结合的体积％为78.6％左右。因此，如果具有80％以上程度的金刚石含量，则即使是25μm粒径的金刚石磨粒，其金刚石磨粒之间的间隙、即粒子间隔实质最多1～2μm左右，其凹陷部分成为用于给予切深的切削刃(微小切削刃)。另外，如果是2μm左右的粒子间隔，在其粒子间隔中，即使该间距的粒子压入工件材料，该工件材料的位移与金刚石磨粒的间隔相比小一位以上。即，成为0.15μm以下。另外，设为以25μm的间距形成切削刃(微小切削刃)，在50mm的刀片直径的情况下，在整周上约157mm的范围内形成有6280个切削刃。假设使刀片以20000rpm旋转，每秒能够使2093333个切削刃发挥作用。

该一个切削刃形成0.15μm以下的切深，假设每秒去除该切深的1/5即0.03μm左右。如此一来，如果是2093333个的微小切削刃则每秒能够去除62799μm左右，理论上，每秒能够持续切割6cm左右。

根据这一点，理论上，即使是25μm粒径的金刚石磨粒，只要具有80％以上的金刚石含量，则金刚石磨粒彼此结合的间隙的部分为1～2μm左右，其结果是，不会给予过度的切深量，作为稳定的切深量设为0.15μm。

另外，即使金刚石磨粒的粒径不是25μm，而是在其以下，只要将金刚石含量设为80％以上则在切深、材料去除量方面，不会超过临界切入深度，因此不存在问题，能够在不产生裂纹的情况下进行延展性模式下的加工。

如上所述，在金刚石烧结体的情况下，金刚石磨粒(金刚石粒子)间密集地铺满，因此金刚石含量非常高，各个金刚石磨粒作为该金刚石磨粒的尺寸的切削刃而发挥作用。

另外，与金刚石磨粒的粒径相比，金刚石磨粒间的距离非常小，从而作为切深量能够准确地进行控制。其结果是，切入深度不会增大为规定的最初计划的切入深度以上，从而在加工中保证连续且稳定的切入深度。其结果是，能够无失误地进行延展性模式的切断加工。

需要说明的是，在25μm左右的较大的粒径中，能够进一步增大金刚石磨粒的含有率，如果是通常市售的产品则具有93％左右的含有率(金刚石含量)的情况。如此一来，进一步降低烧结助剂的比例、即金刚石磨粒彼此的间隙实际上变得微小。

但是，在使用25μm以上的较大的粒径的金刚石的情况下，如上所述，虽然作为切削刃间隔，在进行延展性模式加工上已经足够，然而另一方面，在将刀片的刃厚设为50μm以下的情况下，无法由这种较大的磨粒进行制作。

这是由于，例如，在以40μm的刃厚进行制作的情况下，至少在刀片剖面上必需需要二个以上的金刚石磨粒，而理论上无法形成二个，只能形成1.6个。

[考虑了工件材料的变形的刀片的刃厚]

为了稳定地进行延展性模式的加工，如上所述，需要将深度方向上的切深设为0.15μm程度以下。为了稳定地进行该切深，还必须考虑根据切深宽度考虑后的工件材料的厚度方向位移(纵向位移)。

即，在较大的范围内沿与刀片面(与刀片26的旋转轴垂直的面)平行的方向形成切深并进行去除的情况下，伴随于此，工件材料的变形也沿纵向(切入深度方向)扩展。即，需要考虑工件材料的泊松比，设定一定程度的有限的切深宽度。这是由于，当极端增大切深宽度时，由于因泊松比的影响而产生的材料变形在纵向上也会带来该变形影响。由此，形成规定的设定好的临界切入深度以上的切深量，其结果是，有时会引起工件W的破裂。

在此，在考虑了泊松比的影响的情况下，对能够稳定地给予切深的刀片的刃厚(刀片宽度)进行研究。表4是表示脆性材料的杨氏模量与泊松比的关系的表。

[表4]

工件材料	杨氏模量[GPa]	泊松比
			硅	130	0.177
石英	76.5	0.17
			蓝宝石	335	0.25
SiC	450	0.17

在此，设为一个切削刃切入工件材料。另外，如果不特别随意地进行锋利化而是通常地进行加工，则细小的直线的刀片前端的剖面形状为大致半圆形。

在这种情况下，如果通过长方体状的构件给予例如0.15μm的切深，当以大致1μm左右的宽度平行地给予切深时，根据泊松比，附随地沿纵向单纯进行0.17μm左右的位移，这与实际的切深量接近。实际上，泊松比的影响不仅是纵位移，在水平方向上也会造成影响，因此估计如果是1μm左右的宽度则能够给予切深量。

然而，如图19所示，在使大致半圆状的刀片前端(刀片外周端部)相对于工件材料切入0.15μm的情况下，作为其宽度由于并不是平行且同样地进行位移，因此当考虑外周的立起时，如果是约5μm的圆弧状的宽度则能够不受泊松比的影响而切入。即，Rsinθ＝2.5，R(1-cosθ)＝0.15。

当对其进行逆运算时，前端部分的刀片半径为约25μm左右，给予上述5μm宽度的切深的顶角为12度左右。

因此，作为切入材料的刀片的宽度，需要抑制在约50μm以内。但变成在其以上时，各点平面地同时作用于材料，有时会引发微小的裂纹。

需要说明的是，如果是在其以上的曲率、即30μm左右的刀片厚度，则基本上与上述的状态相比局部地作用有切削刃，因此基本上切削刃的横宽度不会对切入深度造成影响从而能够稳定地切入。

需要说明的是，对于刀片的宽度而言，虽然有进行延展性模式的加工方面的观点，然而还与刀片单体的压曲强度具有较大关系。

上述刀片的宽度还根据工件厚度而受到限制。

在此，示出刀片的宽度与工件厚度的关系。

一般而言，工件被支承于切割工作台。由于切割工作台是弹性体，因此与工件这种较硬的材料不同，容易因较小的应力略微沿纵向(Z方向)进行位移。在此，在通过刀片切断工件时，工件内的被切断的部分的剖面形状、即图20A所示的斜线部分很重要。

在刀片厚度(刀片接触区域)l比工件厚度h大即l＞h的情况下，如图20B所示，与刀片接触的部分(被加工去除的部分)成为横长的长方形。在这种去除对象的剖面部分成为横长的长方形的情况下，当从上部作用有分布负载时，由于挠曲而产生弯曲成弓形的状态，该挠曲的最大位移如下。(实际上虽然是板的挠曲，但假设单纯考虑梁的问题而作用有分布负载)

[数学式8]

$y_{\max }=y_{x=1/2}=\frac{{5\mathrm{\ωl}}^4}{384\mathrm{EI}}$

在剖面为纵深b高度h的长方形的梁的情况下，

[数学式9]

$I=\frac{{\mathrm{bh}}^3}{12}$

因此上式如下。

[数学式10]

$y_{\max }=y_{x=1/2}=\frac{{5\mathrm{\ωl}}^4}{32{\mathrm{Ebh}}^3}$

最大挠曲在梁的中央部分，与工件厚度h的三次方成反比例，与刀片接触区域l的四次方成比例。

特别是，在(l/h)3中，l/h以1作为边界，如果l/h比1小则挠曲非常小，相反如果l/h比1大则挠曲非常大。由此，对于刀片厚度(刀片接触区域)l与工件厚度h的相对的厚度的形状而言，分为产生挠曲的情况和不产生挠曲的情况。

在该刀片接触区域比工件厚度大的情况(l＞h)下，工件在接触区域内产生挠曲，然而在工件挠曲的情况下，断续地在面内产生因上下挠曲而形成的工件的振摆的振动，从而无法实现规定的切深。其结果是，因工件的纵向的振动由刀片给予致命的切深，从而在工件表面产生破裂。

因此，特别是在由本发明的PCD刀片实施的加工中，为了进行无裂纹的加工，需要稳定并忠实地确保规定的切入深度。因此，除基于切削刃间隔控制来设定切入深度以外，还必须通过抑制工件本身加工时的纵振动，来高精度地确保规定的切深。

因此，刀片厚度必需如图20C所示比对象工件的厚度薄。

例如，在工件厚度为50μm以下的情况下，刀片的宽度当然需要设为50μm以下。

在该情况下，工件在接触区域内不发生挠曲。另一方面，在接触区域内作用有弯曲及压缩的应力，然而工件在横向上为致密的连续体通过泊松比而约束变形。因此，局部地从工件作为反作用力而对从刀片给予的应力进行作用，其结果是，能够在不产生破裂的情况下进行规定切深的加工。

[与现有的刀片的比较]

在专利文献1中的这种电铸刀片的情况下，使金刚石分散，并从其上方进行镀敷，因此金刚石稀疏地存在，并且它们成为突出的结构。其结果是，突出的部分当然会给予过度的切深，从而引发脆性破坏。需要说明的是，在与槽的底部、侧面部连续的部分处，工件材料也相互紧密地构成，因此虽然不易马上形成裂纹，然而刀片脱离的部分最容易形成裂纹、破裂。这只由于，在刀片脱离时，与出现毛刺的情况相同，工件材料不连续不存在支承。

另外，在专利文献2的刀片的情况下，由于通过CVD法成膜，因此不存在明显的裂纹。但是，无法控制刀片端部的切削刃的排列、刀片侧面部的平面状态、起伏等。

特别是，如果限定于刀片侧面部，则成膜时的膜厚不均直接相当于刀片的厚度不均。另外，成膜的表面其本身为无垢的面，因此与材料侧面完全接触引发摩擦热量、存在微妙的起伏并因该起伏而打破材料。

与此相对，在本实施方式的刀片26中，由使用软质金属的烧结助剂烧结而成的金刚石烧结体一体构成，因此能够通过磨损处理使刀片外周端部和刀片侧面部成形。特别是由于刀片外周端部成为切削刃，因此如上所述，为了形成规定的切削刃能够进一步变更磨损处理条件。另一方面，作为刀片侧面部的作用，首先为排除切屑，当考虑与工件侧面的接触时，优选为，以虽然一定程度地接触但不过度接触并稳定地对工件侧面进行轻微切削的程度加工。

这样，对于刀片的外周端部、刀片侧面部而言，能够分别根据其状态设定所希望的表面状态，并制作成那样的表面，对此任一引用文献的技术均不能实现。

需要说明的是，在刻痕中所使用的刀片的情况下，由于以下这种理由而不适于延展性模式的加工。

即，在刻痕中，不使刀片本身旋转，因此不需要等间隔地对齐的微小的切削刃本身。另外，即便具有切削刃，也不是微米级的沿晶体粒界的微小切削刃，在设为较大的切削刃的情况下，在高速旋转的切割中会对材料造成裂纹而无论如何也无法使用。

另外，即使在刻痕中使用具有沿着晶体粒界的微小的切削刃的刀片，该微小的切削刃无法作为给予刻痕的裂纹的切削刃而发挥功能。

另外，在刻痕中，沿铅直方向按压刀片。因此，构成为，沿通过刀片内的轴垂直地向下方给予应力，并使刀片相对于轴滑动。由于不是将轴与刀片固定而使用的构件，因此刀片相对于轴的间隔较小、另外刀片本身并不高速旋转，因此无需在刀片的一侧面设置基准面。

另外，即使制作50μm以下、特别是30μm以下的较细的刃尖的刻痕用的刀片，刀片被较薄的轴承承接、并且在刀片的一侧面不存在被宽大的面承接的基准面，因此无法确保相对于工件的高精度的直线度。其结果是，较细的刃尖的刀片压曲变形而无法使用。

[刀片的强度]

接下来，对刀片材料的强度(弹性模量)与工件材料的强度(弹性模量)的关系进行说明。

为了将刀片保持向工件切入恒定量而持续切割，与工件材料相比刀片材料需要较大的强度。假设，单纯刀片材料由比工件材料柔软的材料、即杨氏模量较小的材料构成的情况下，使非常细的刀片前端部分作用于工件表面，即使欲使刀片前进，如果工件材料为高弹性模量的构件则无法使工件表面微小变形，当欲强制使其变形时，刀片本身压曲变形。因此，其结果是无法进行加工。在此，两端支承的长柱的压曲负载P由下式得到。

[数学式11]

$P=\frac{\mathrm{\πEI}}{l^2}\·\·\·\left(2\right)$

需要说明的是，E：杨氏模量、I：剖面惯性矩、l：长柱的长度(对应于刀片直径)。

假设，在具有比工件材料低的弹性模量的刀片的情况下，如果抑制刀片的压曲变形并且持续进行加工，则需要不压曲变形的程度的剖面惯性矩，具体而言，不得不使刀片厚度较厚。然而，特别是在对脆性材料进行加工的情况下，当刀片厚度比工件厚度厚时，会使工件材料表面变形而压断。因此，刀片厚度必需比工件厚度薄。

如此一来，其结果是，与工件材料相比刀片材料必需使用高弹性模量的材料。

这种关系相当于现有的电铸刀片与本实施方式的刀片26之差。即，在电铸刀片中，通过镍等结合材料结合而在原料方面成为镍基。镍的杨氏模量为219GPa，例如SiC为450GPa。电沉积于镍上的金刚石磨粒本身为970GPa，它们分别单独独立存在，其结果是，取决于镍的杨氏模量。如此一来，理论上，工件材料为高弹性，因此附带地必需增加刀片厚度来应对。其结果是，不得已增大电铸刀片的厚度而增大接触面积，从而引发裂纹、破裂。

与此相对，在本实施方式的刀片26的情况下，由于金刚石彼此结合，因此金刚石烧结体的杨氏模量为700～800GPa左右。这几乎匹敌金刚石的杨氏模量。

在此，在刀片26的弹性模量比工件W的弹性模量大的情况下，在刀片26给予切深时，不是刀片26发生变形而是工件W侧的表面发生变形。在工件W侧发生了变形后，能够保持该状态形成切深并进行加工去除。并且，在该过程中刀片26不压曲变形。因此，即使是非常锋利的刀片26，也能够不发生压曲而进行加工。

表5中示出各材料的杨氏模量。由表4可知，与蓝宝石、SiC等大多数的材料相比金刚石烧结体(PCD)的杨氏模量非常高。因此，即使是比工件材料厚度细的刀片也能够进行加工。

[表5]

材料	杨氏模量[GPa]	维氏硬度Hv
			硅	130	1050
石英	76.5	1100
			蓝宝石	335	2300
SiC	450	2300
			镍	219	600
铜	129.8	369
			PCD	700～800	8000～12000

接下来，对工件材料与刀片材料的硬度的关系进行说明，高度的关系与之前的弹性模量相同。

在刀片材料的硬度比工件材料的硬度低的情况下，例如在电铸刀片的情况下，软质的铜、镍对金刚石进行支承。表面的金刚石磨粒的硬度非常高，然而在其下方对金刚石磨粒进行支承的镍的硬度与金刚石相比非常低。因此，当对金刚石磨粒给予冲击时，其下方的镍吸收冲击。其结果是，在电铸刀片的情况下镍的硬度成为主导，其结果是，即使硬质的金刚石磨粒与工件材料碰撞，欲对工件给予切深，然而由于结合材料吸收该冲击，因此其结果是难以给予规定的切深。因此，为了进行加工，不向金刚石冲击性地给予某一恒定以上的刀片转速则无法进行加工。另外，此时冲击瞬间被镍吸收，其反作用力附着于金刚石磨粒以较大的力按压工件材料，因此使工件材料脆性破坏。

与此相对，在本实施方式的刀片26的情况下，金刚石烧结体具有匹敌金刚石单晶体的硬度，与蓝宝石、SiC等硬脆性材料相比为非常高的硬度。其结果是，即使由形成于金刚石烧结体的表面的凹部构成的切削刃(微小切削刃)作用于工件材料，其冲击直接局部地作用于微小的切削刃部分，与锋利的前端部分相互结合，能够高精度地对极微小部分进行去除加工。

如以上所说明地那样，根据本实施方式，通过由金刚石磨粒82的含量80％以上构成的金刚石烧结体80而一体地构成为圆盘状，在该刀片26的外周部设置有切削刃部40，所述切削刃部40沿周向连续地排列有由形成于金刚石烧结体80的表面的凹部构成的切削刃(微小切削刃)。因此，与现有的电铸刀片相比，能够高精度地控制刀片26相对于工件W的切入深度(切深量)。由此，能够不给予过度的切深而是对工件W给予恒定的切入深度，并且使工件W相对于刀片26进行相对移动。其结果是，即便对于由脆性材料构成的工件W，也能够在将刀片26的切入深度设定为工件的临界切入深度以下的状态下进行切入，从而能够在不产生裂纹、破裂的情况下以延展性模式稳定且高精度地进行切断加工。

另外，形成于金刚石烧结体80的表面的凹部作为输送对工件W进行加工时所产生的切屑的凹袋而发挥功能。由此，能够提高切屑的排出性，并且将加工时所产生的热量与切屑一起排出。另外，由于金刚石烧结体80的导热系数较高，因此切断加工时所产生的热量不会积蓄于刀片26，还具有防止切断阻力的上升、刀片26的翘曲的效果。

另外，在使用了本实施方式的刀片26的切割加工中，优选为，刀片26的旋转方向为向下剪切方向。即，优选为如下方式，在对工件W给予切深并且使工件W相对于刀片26进行相对移动时，如图14所示，沿刀片26的切削刃切入工件表面这种旋转方向使刀片26旋转并且进行切割加工。

另外，在使用了本实施方式的刀片26的切割加工中，优选为，通过刀片26对工件W给予恒定的切入深度并且使工件W相对于刀片26进行相对移动时，向刀片26给予微粒子并且进行切割加工。

在此，对上述方式优选的理由在以下进行详细说明。

在如本实施方式那样由金刚石烧结体构成的圆盘状的刀片的情况下，能够在金刚石粒子之间即粒界部分形成凹陷。该凹陷部分作为切削刃发挥作用。另外，通过由自然形成的粗糙度而产生的凹凸形成切削刃，特别是在凹部分处形成切削刃。

刀片的外周部分的作用主要是作为切削刃发挥作用，必须使切削刃切入工件且持续切割的同时去除切屑。

另一方面，对于刀片侧面而言，与对工件进行持续切割相比，通过刀片的侧面对已经被刀片前端部持续切割的侧面进行切削并且进行修整更为重要。因此，对于刀片侧面而言，与作为切削刃积极地发挥作用相比，需要使工件侧面与刀片侧面不紧咬而是顺畅地滑动的同时，对工件侧面进行切削。

在该刀片侧面中，作为使工件侧面与刀片侧面不紧咬而是顺畅地滑动的方法，使微粒子作用于切割刀片是有效的方法。

特别是，刀片前端部刚刚去除的槽部分的工件侧面也刚刚形成新的侧面，根据工件材料而呈现出非常活性的面。活性的面容易与其他材料相互作用，特别是有时与作为刀片材料的金刚石烧结体黏在一起。为了防止这种情况，需要考虑刀片前端刚刚去除之后的刀片侧面部与工件材料之间的润滑。

因此，使微粒子作用于由烧结金刚石构成的刀片侧面，作为使刀片与工件之间的润滑效果提高的效果而发挥较大的作用。

在使微粒子作用于由烧结金刚石构成的刀片的侧面的情况下，如上所述，烧结金刚石在由粒界部分、自然的粗糙度构成的凹凸表面具有较多的凹陷的部分。微粒子进入该凹陷部分。在刀片侧面与工件摩擦并且进行加工时，滞留于由该金刚石烧结体形成的凹陷部分的微粒子飞出并在刀片侧面与工件侧面之间连续地滚动。将该连续的微粒子的滚动称为“轴承效果”，防止刀片与工件表面的紧咬，从而形成刀片与工件之间的润滑效果。

另外，该润滑效果并不限于单纯地防止刀片与工件间的紧咬。微粒子的轴承效果还具有滚动的微粒子对工件的侧面进行研磨的作用。

通过微粒子滚动，微粒子与工件侧面摩擦，由此进行工件侧面的研磨，其结果是，工件侧面不会残留单纯地通过固定磨粒进行磨削那样的磨削条痕，能够形成光滑的镜面。

这种润滑效果在以沿着旋转的形式在刀片两侧面形成有槽的情况下，微粒子容易滚动、即呈现出轴承效果。例如，可以采用如下方式，即，在刀片半径方向的剖面中，在刀片进入工件的部分的剖面部分处，在侧面表面切出细小的V字的槽。于是，微粒子进入V槽之间，随着刀片的旋转，沿V槽进行滚动。其结果是，在工件材料与刀片之间微粒子沿V字槽滚动从而呈现出轴承效果。当呈现出滚动效果时，微粒子与固定磨粒不同，某种程度上各个微粒子改变方向随机地进行作用，因此不会残留一个方向的磨削条痕，对于工件材料侧面发挥研磨效果。其结果是，能够得到去除了磨削条痕的镜面。

作为利用这种微粒子并进行加工的方式，可以考虑如下的刀片，即，例如对微粒子预先进行烧成等而凝结，微粒子从由该凝结的微粒子形成的刀片的表面脱落，并且脱落的微粒子在刀片侧面滚动从而进行镜面加工。

然而，在这种滚动的微粒子预先烧成在刀片表面的刀片中，随着加工进行，刀片与微粒子脱落相对应地缓慢变薄。即，无法形成稳定的恒定的槽宽度。另外，难以稳定且连续不断地持续供给微粒子。

另外，为了使微粒子连续地进行作用，刀片侧面连续磨损的同时供给微粒子，在这种刀片中，难以稳定地构成贮存微粒子的凹陷部分，另外无法由硬度较高的金刚石形成凹陷部分。另外，无法供给刀片构件其本身形成刚性较高且随意的凹凸的刀片。

并且，在这种容易剥离的材料中，无法确保对基底进行支承的刀片本身的硬度，因此难以在微粒子滚动的同时对工件给予恒定的切深。

另一方面，在现有的由镍等结合材料凝结而成的电铸刀片中，无法得到这种润滑效果。这是由于，在电铸刀片中，对于结合材料的表面形成金刚石在某些地方突出的形态。即，形成在平面上某些地方具有突出物这种表面形态。

由于金刚石以突出的状态存在，因此当去除了形成基准平面的结合材料时，无法控制磨粒的临界切入深度。因此在工件侧面造成致命的裂纹。即使如上述方式那样使微粒子流入，也许根据一部分情况使凹陷消失而使工件侧面镜面化，然而即使微粒子作用于刀片侧面而呈现出研磨效果，另一方面，在固定磨粒突出的金刚石进行磨削的状况时，工件侧面部分依然残留有磨削条痕，并且形成因突出产生的潜在的裂纹。滚动并且进行镜面化的微粒子的效果与这种一方面造成裂纹并且伴随有脆性破坏的加工现象同时存在。

另外，在观察刀片表面时，成为在平面中散布有突出的金刚石的状态。即，在刀片侧面不存在贮存微粒子的凹陷的部分。

即使假设在金刚石脱落的部分、即镍等结合材料之间贮存有微粒子，在由镍等金属材料形成的凹陷部分处，与微粒子所使用的材料相比硬度较低。即使微粒子从凹陷部分脱出，对于周围由镍等金属材料形成的凹陷部分而言，凹陷部分不具有作为切削刃的作用，微粒子脱出的部分相反仅使该镍等软质金属的刀片侧磨损，另一方面几乎不存在对工件进行研磨去除的效果。其结果是，仅刀片本身缓慢被切削，无法期待对工件进行研磨的效果。

在通过微粒子磨损刀片的结合材料的情况下，刀片厚度因由微粒子实施的对结合材料的研磨去除作用而在加工中途发生变化。例如在槽加工等中，在严格控制槽宽度的情况下，在刀片转眼间磨损的过程中，无论如何无法使用，无法形成用于进行加工的刀片。

与此相对，在如本实施方式那样由金刚石烧结体构成的刀片的情况下，首先，作为前提由金刚石的烧结体构成。另外，优选为，其金刚石的含量为80％以上。

对于该由金刚石烧结体构成的刀片，微粒子滞留于烧结体的凹部，此后通过与工件摩擦，微粒子以向外部脱出的状态滚动。凹部的周围由金刚石构成，因此恰好在由金刚石构成的凹部的边缘的部分处微粒子发挥作用而进行工件的研磨。

由于凹陷的部分的烧结助剂的比例比较高，因此由于摩擦被选择性地去除而形成凹陷，在并非凹陷的部分相反富含金刚石，与工件材料相比通常硬度较高。因此，从凹陷部分脱出的微粒子在凹陷的边缘的部分被高硬度的金刚石支承，在由该高硬度的金刚石构成的边缘处微粒子滚动而进行作用。其结果是，向工件侧施加研磨的压力，从而高效地对工件进行研磨。

这样，能够同时获得高效的微粒子的保持、该微粒子在硬质金刚石上滚动的效果。

(微粒子的供给方法)

作为微粒子的供给方法，只要能够获得上述那样的作用效果则并不特别限定，例如，可以优选采用以下所示的方法(第一～第三例)。

〈第一例〉

作为微粒子的供给方法的一个例子(第一例)，具有在刀片本身上通过毛细管结构体将包含于液体的微粒子涂进刀片。

作为所使用的微粒子，优选使用WA白刚玉磨粒、GC绿碳化硅磨粒、金刚石磨粒等微粒子。对于粒径而言，可以使用从0.01μm至10μm左右的各种粒径的微粒子。粒径、所使用的微粒子的材料只要根据工件材料及其目的而适当地最佳化即可。例如，在以去除PC基板、铜基板的切断侧面的磨削条痕为目的切削的情况下，作为粒径优选1μm左右的WA。

另外，在将这些微粒子直接作为粉体而使用的情况下，如果是细小的微粒子则会被高速旋转的刀片的风压吹飞。因此，可以使微粒子悬浮于液体中而使用。作为悬浮的溶剂，作为最简易的液体可以列举水，然而为了是微粒子高效地附着于刀片表面，可以悬浮于乙醇、IPA等。另外，也可以使用研磨油等润滑油。用于悬浮微粒子的溶剂可以根据工件的特性等而适当地最佳化。即便使用研磨油等，也仅向刀片供给，而不直接向工件供给。

向刀片供给的含有微粒子的液体仅作用于工件的切断面，而不作用于工件表面。因此，如果从工件角度观察，通过润滑效果防止热量的产生，并且不向工件表面供给特别的液体。因此，相对于在现有的湿润环境下使表面的芯片润湿、导致元件损坏的工件，恰好能够进行干燥加工这样的加工。

优选为，使液体发挥作用的位置形成在刀片切入工件的正前方。由于刀片高速旋转，一部分因其离心力而被吹飞，因此优选为刀片切入工件的正前方。

需要说明的是，如果涂覆于刀片的液体是不含有微粒子的液体，则完全没有意义。在涂覆不含有微粒子的液体情况下，基本上不发挥对切断的工件侧面进行研磨的能力。因此，即便涂覆了不含有微粒子的液体也毫无意义。

另外，不含有微粒子的液体的粘性较低，通过含有微粒子而微粒子与液体之间的界面张力发挥作用从而提高结合力，其结果是能够整体地提高粘性。如果能够提高粘性，则即使在涂覆于刀片的情况下，也不会因刀片的离心力使含有微粒子的液体吹飞，能够高效地在刀片侧面以及前端涂覆含有微粒子的液体。

例如，虽然存在供给含有微粒子的浆并且进行加工的方法，然而有时会润湿工件内的切断位置以外的其他位置，因此在严格地在干燥的状态下对工件进行加工的情况下无法应用。

另外，在沿着工件供给液状的浆的情况下，存在浆不固着于工件沿工件流动程度的粘性较低的要求。然而，在这种情况下，在高速旋转的情况下，当旋转的刀片与浆接触时，存在浆被吹飞的问题。特别是，在由金刚石烧结体构成的刀片中，在有效地使微粒子进入凹陷部分非常小的部分的凹袋中时，由于受刀片的风压、离心力影响，存在微粒子难以滞留于刀片上的情况。

与此相对，在本例子中的微粒子的供给方法中，使微粒子悬浮于液体中，并将该悬浮液涂覆于刀片侧面。作为涂覆的方法，可以考虑如下的方式，即，利用刷毛这种毛细管结构体，通过液体的毛细管的原理从固体向旋转的刀片固体涂覆并供给液体，使液体所包含的微粒子成分残留，从而使微粒子作用于刀片。

通常，即使欲使微粒子作用于刀片，将固体微粒子涂覆并附着于高速旋转的刀片侧面也非常困难。

因此，利用液体，将微粒子溶入液体成为悬浮液的状态，在该状态下使微粒子作用于刀片表面是效率良好的方法。

首先，通过使微粒子溶入液体而使粘性上升从而表面张力变大，能够成为凝胶状。液体进入微粒子之间能够增大表面张力。

这样，通过将微粒子溶入液体，与仅将液体涂覆于刀片的情况不同，能够作为具有粘性的表面张力高的液体可靠地作用于刀片表面。

作为在该刀片表面涂覆含有微粒子的液体的方式，例如可以优选采用图24以及图25所示的微粒子的供给机构。如该图所示，刀片26被固定于主轴单元28(参照图1)侧的凸缘罩100包围，并且配设有供给机构106，所述供给机构106具备：安装于该凸缘罩100的部分的作为液体供给机构的液体供给管102；从液体供给管102接受含有微粒子的液体的供给、并通过毛细管现象将接受该供给的含有微粒子的液体向刀片26的两侧面侧输送的毛细管结构构件104。

作为毛细管结构构件104，使用刷毛状构件、笔状构件或发泡体构件中的任一种。即，使用在空隙中连续地存在较小的空间的结构构件。如图25所示，毛细管结构构件104在液体供给管102的下端部与刀片26的周侧面之间略微挠曲，其前端以沿着刀片26的旋转方向的方式从两侧与刀片26的两周侧面接触。毛细管结构构件104为了将含有微粒子的液体均匀地涂覆于刀片26的周侧面，而形成为所需宽度。

另外，如图25所示，在液体供给管102的下端部设置有将毛细管结构构件104的前端部向刀片26的周侧面引导的刚性材料制的引导构件108。作为用作毛细管结构构件104的刷毛状部件、笔状部件等的构成材料，例如可以优选使用聚酯材料的线材、棉纤维等柔软的线状构件。如果使用柔软的线状构件等，则即使与以高速旋转的刀片26侧面接触，也不会使刀片26侧面过度损伤。

而且，在使用这种柔软的线状构件的毛细管结构构件104中，通过利用刚性材料制的引导构件108将毛细管结构构件104的前端部向刀片26的周侧面引导，能够不受存在于毛细管结构构件104内的间隙中的液体的重力等的影响，而对由柔软的线状构件构成的毛细管结构构件104的前端部进行引导以与刀片26接触，由此能够可靠地向高速旋转的刀片26的周侧面供给含有微粒子的液体。

这样，根据本例子中的微粒子的供给方法，能够将含有微粒子的液体涂覆于刀片侧面。由此，使将液体作用于刀片的涂覆对象的毛细管结构体本身与刀片接触，利用作用于液体和固体之间的界面张力，能够将液体内所含有的微粒子运入至工件侧面部分。

在对高速旋转的刀片吹送液体的方式中，液体在刀片上被吹飞，其结果是，无法高效地使微粒子作用于刀片，然而通过利用界面张力将液体涂覆于刀片，能够高效地沿刀片侧面供给微粒子。

当将含有微粒子的液体涂覆于刀片时，液体通过界面张力而附着于刀片表面的凹陷部分。由于刀片立起旋转且高速旋转，因此附着于刀片的液体的一部分干燥，能够利用汽化热夺取因微粒子的研磨而形成的发热。由此，即使进行研磨也能够在不过度发热的情况下进行研磨。

仅向刀片涂覆，除此以外不对工件进行浇水等的冷却。根据情况，通过仅使少量的液体作用于刀片，对于工件能够干燥地进行加工。

其结果是，能够更有效地进行由微粒子的滚动实施的物理性的研磨加工。

另外，在微粒子从凹陷部分脱出时，微粒子被夹在接下来的由金刚石粒子形成的凹陷的边缘部分与工件之间而滚动，因此可靠地对工件给予滚动的微粒子的切深并且可靠地对工件进行研磨。

(第二例)

作为微粒子的供给方法的其他例子(第二例)，具有在工件上在刀片即将行进的部分处预先涂覆凝胶状的微粒子的方法。

在该方法中，在刀片行进的部分处，预先在少量的水中悬浮高浓度的微粒子，并将其以细线状附着于刀片行进的部分处。作为附着的方法，可以通过注射器这种构件压出并附着。

(第三例)

作为微粒子的供给方法的另一其他例子(第三例)，具有如下方式，即，将涂覆有粒子的薄片粘贴在工件上，通过切断该薄片，自然卷入片上的微粒子并且使微粒子作用于工件和刀片之间。

在该方法中，预先在薄片上涂覆高密度的微粒子。并且粘贴在进行切断及槽加工的基板上。

在基板上的规定部分进行加工时，同粘贴在表面的薄片一起进行加工，通过在对该薄片进行加工的同时对基板进行加工，使涂覆在薄片上的微粒子附着于刀片表面，并且自然地向刀片表面供给微粒子，能够卷入附着于该刀片表面的微粒子并且对基板进行加工。

以上，对本发明的切割装置以及切割方法进行了详细说明，然而本发明并不限定于以上的例子，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够进行各种改进、变形。

符号说明

10…切割装置、20…加工部、26…刀片、28…主轴单元、30…工件工作台、36…环状部、38…安装孔、40…切削刃部、42…金刚石磨粒、44…主轴主体、46…主轴、48…轮毂凸缘、80…金刚石烧结体、82…金刚石磨粒、84…切削刃(微小切削刃)、86…烧结助剂

Claims (18)

1.一种切割装置，其对于工件进行切断加工，其中，

所述切割装置具备：

切割刀片，其由对金刚石磨粒进行烧结而形成的金刚石烧结体构成为圆盘状，所述金刚石烧结体的所述金刚石磨粒的含量为80vol％以上；

旋转机构，其使所述切割刀片旋转；

移动机构，其在通过所述切割刀片对所述工件切入恒定的深度的同时，使所述工件相对于所述切割刀片进行相对移动。

2.根据权利要求1所述的切割装置，其中，

所述切割刀片沿向下剪切方向旋转并切入所述工件。

3.根据权利要求1或2所述的切割装置，其中，

在所述切割刀片的外周部沿周向连续地设置有形成于所述金刚石烧结体的表面的凹部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切割装置，其中，

所述金刚石烧结体是使用软质金属的烧结助剂对所述金刚石磨粒进行烧结而成的构件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的切割装置，其中，

所述金刚石磨粒的平均粒径为25μm以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的切割装置，其中，

所述切割刀片的外周部形成为比所述外周部的内侧部分薄。

7.根据权利要求6所述的切割装置，其中，

所述切割刀片的外周部的厚度为50μm以下。

8.根据权利要求6或7所述的切割装置，其中，

在所述旋转机构上设置有与使所述切割刀片旋转的旋转轴垂直的金属制的凸缘面，

所述切割刀片在一侧面具备基准平面部，并以所述基准平面部与所述凸缘面抵接的状态固定于所述旋转轴。

9.根据权利要求8所述的切割装置，其中，

所述切割刀片的基准平面部构成为以所述旋转轴为中心的环状。

10.一种切割装置，其对工件进行切断加工，其中，

所述切割装置具备：

切割刀片，其由对金刚石磨粒进行烧结而形成的金刚石烧结体构成为圆盘状，所述金刚石烧结体的所述金刚石磨粒的含量为80vol％以上，

旋转机构，其使所述切割刀片旋转；

移动机构，其在通过所述切割刀片对所述工件切入恒定的深度，并向所述切割刀片给予微粒子的同时，使所述工件相对于所述切割刀片进行相对移动。

11.一种切割方法，其是对工件进行切断加工的切割方法，其中，

所述切割方法包括：

使切割刀片旋转，并且对所述工件切入恒定的深度的工序，所述切割刀片由对金刚石磨粒进行烧结而形成的金刚石烧结体构成为圆盘状，所述金刚石烧结体的所述金刚石磨粒的含量为80vol％以上；

在通过所述切割刀片对所述工件切入恒定的深度的状态下，使所述工件相对于所述切割刀片进行相对移动的工序。

12.根据权利要求12所述的切割方法，其中，

所述切割刀片沿向下剪切方向旋转并切入所述工件。

13.根据权利要求11或12所述的切割方法，其中，

在所述切割刀片的外周部沿周向连续地设置有形成于所述金刚石烧结体的表面的凹部。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的切割方法，其中，

所述金刚石烧结体是使用软质金属的烧结助剂对所述金刚石磨粒进行烧结而成的构件。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的切割方法，其中，

所述金刚石磨粒的平均粒径为25μm以下。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的切割方法，其中，

所述切割刀片的外周部构成为比所述外周部的内侧部分薄。

根据权利要求15所述的切割方法，其中，

所述切割刀片的外周部的厚度为50μm以下。

17.根据权利要求15或16所述的切割方法，其中，

设置有与使所述切割刀片旋转的旋转轴垂直的金属制的凸缘面，

所述切割刀片在一侧面具备基准平面部，并以使所述基准平面部与所述凸缘面抵接的状态固定于所述旋转轴。

18.根据权利要17所述的切割方法，其中，

所述切割刀片的基准平面部构成为以所述旋转轴为中心的环状。