CN111571462A - 磨石及磨石的制备方法 - Google Patents
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Abstract
可以提供使得切割刀在没有修整后的磨合加工工序的情况下能够高精度地进行切割加工的磨石及该磨石的制备方法。本发明涉及磨石,其中,所述磨石由将含有磨料和树脂的磨料组合物固化而得到的固化物构成,树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。本发明的磨石的制备方法包括:混合磨料和树脂来制备磨料组合物的工序,将磨料组合物灌注至模具中的工序,和使灌注在模具中的磨料组合物固化的工序;且磨料组合物中的树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。
Description
技术领域
本发明涉及磨石和磨石的制备方法,特别是涉及用于修整切割刀等的修整刀(dressing blade)所使用的磨石及其制备方法。
背景技术
以往,为了将半导体晶片等板状基材等被加工物切断而分割成多个芯片,使用切割刀(dicing blade)。该切割刀为在极薄的圆盘的外周部固定有磨料的旋转刀片,通过使其高速旋转,将被加工物切断而形成芯片。
对于在切割刀的外周部固定的磨料,例如可列举出金刚石、碳化硅、氧化铝等,对于固定磨料的粘合剂,可列举出树胶脂(Resinoid)、金属粘结剂、陶瓷粘结剂(Vitrifiedbond)、电铸粘结剂等。若使用切割刀连续地进行切断加工,则在切割刀的锯部分附着切削屑,有切割刀会堵塞,或者磨料或磨料层会磨损而切割刀的切削力降低的情况。因此,需要定期地进行切割刀的修整,使新的磨料层露出。例如,通过使作为刀片状的磨石的修整刀代替被加工物与旋转的切割刀接触,来进行修整而使切割刀的切削力恢复。
若在刚进行过修整后就使用进行过修整的切割刀切割加工被加工物,则有被加工物的切削面变粗糙,被加工物会破裂的情况。其原因在于,由于修整后的切割刀的刀片刃面粗糙,所以切割刀不适应被加工物,因此切削面会变粗糙。因此,以往在切割刀的修整后磨合加工假的被加工物而使切割刀适应被加工物,然后进行正式的切割加工。
对于修整刀,通常使用以粘合剂固定有磨料的磨石(例如参照专利文献1和2)。另外,对于磨石,例如作为现有技术已知使用酚醛树脂作为粘合剂的磨石(例如参照非专利文献1)。酚醛树脂包括酚醛清漆(novolac)型和甲阶(resol)型,酚醛清漆型酚醛树脂被用作磨石的主粘合剂。另一方面,甲阶型酚醛树脂被用作磨料的润湿剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-15423号公报
专利文献2:日本特开2011-11280号公报。
非专利文献
非专利文献1:日本陶瓷协会编,“陶瓷工学手册(セラミック工学ハンドブック)(第2版)”,第1322~1325页 (2002年)。
发明内容
发明所要解决的课题
但是,该磨合加工费时费力,使生产能力恶化。因此,若省略在切割刀的修整后进行的磨合加工,则工序大幅度改善。如果使用刚进行过修整后的切割刀加工的被加工物的切削面的精度提高,则有可能可在没有切割刀修整后的磨合加工的情况下进行切割加工。但是,在以往的切割刀修整中,难以提高使用刚进行过修整后的切割刀加工的被加工物的切削面的精度。因此,需要开发修整刀及其制备方法,所述修整刀能够修整切割刀,使得可高精度地切割板状基材等被加工物。
本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于,提供可用于能够比以往高精度地修整刀刃的修整刀的磨石及该磨石的制备方法。
用于解决课题的手段
本发明人为了达成上述目的而反复深入研究,结果发现,通过使用修整刀修整切割刀,所述修整刀使用含有磨料和作为粘合剂的甲阶型酚醛树脂的磨石,由此可在修整后立即高精度地切割加工板状基材等被加工物,从而完成本发明。
因此,本发明提供下述磨石及磨石的制备方法。
[1] 磨石,其中,所述磨石由将含有磨料和树脂的磨料组合物固化而得到的固化物构成,树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。
[2] 根据上述[1]所述的磨石,其中,相对于合计100质量份的磨料和树脂,树脂的配合量为10~50质量份。
[3] 根据上述[1]或[2]所述的磨石,其中,甲阶型酚醛树脂的数均分子量(Mn)为300~600。
[4] 根据上述[1]~[3]中任一项所述的磨石,其中,树脂还含有弹性树脂,弹性树脂为选自丙烯-丁二烯橡胶、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛的至少1种树脂。
[5] 根据上述[4]所述的磨石,其中,树脂中的弹性树脂的比例为0~50质量%。
[6] 根据上述[1]~[5]中任一项所述的磨石,其中,磨料组合物还含有气孔生成剂。
[7] 根据上述[6]所述的磨石,其中,通过激光衍射散射法测定的气孔生成剂的体积平均一次粒径为40~150μm。
[8] 根据上述[6]或[7]所述的磨石,其中,相对于100质量份的树脂,气孔生成剂的配合量为25~55质量份。
[9] 根据上述[1]~[8]中任一项所述的磨石,其中,磨料为选自碳化硅、氧化铝、氧化铬、氧化铈、氧化锆和锆英砂的至少1种陶瓷磨料。
[10] 根据上述[1]~[9]中任一项所述的磨石,其中,通过激光衍射散射法测定的磨料的体积平均一次粒径为0.2~6.0μm。
[11] 根据上述[1]~[10]中任一项所述的磨石,其中,用表面15Y标尺(superficial 15Y scale)测定的洛氏硬度为-35~80。
[12] 根据上述[1]~[11]中任一项所述的磨石,其中,所述磨石为切割刀修整用磨石。
[13] 磨石的制备方法,其中,所述方法包括:混合磨料和树脂来制作磨料组合物的工序,将磨料组合物灌注至模具中的工序,和使灌注在模具中的磨料组合物固化的工序;且磨料组合物中的树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。
发明的效果
如果是使用采用本发明的磨石的修整刀修整过的切割刀,则可高精度地切割板状基材等被加工物,可在没有修整后的磨合加工工序的情况下进行切割加工,从而实现工序的大幅度改善、制备工序的高效化。另外,如果根据本发明的磨石的制备方法,则使用所得磨石的修整刀的硬度、弹性、耗损率、切削性等得到进一步改善。
另外,在用作磨石的粘合剂的树脂含有弹性树脂的情况下,所得到的磨石的弹性特性进一步得到改善,可更高精度地进行修整加工。
此外,在磨石含有气孔生成剂的情况下,通过在磨石中形成更适宜的气孔,可更高精度地进行修整加工。
具体实施方式
以下,对本发明详细地进行说明,但并不将本发明限定于此。
<磨石>
本发明的磨石由将含有磨料和树脂的磨料组合物固化而得到的固化物构成。另外,上述树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。
(磨料)
磨料是具有削去被加工物的作用的物质,在磨石中起到切削刃的作用。磨料要求有适宜的粒度、高硬度、化学耐久性等。
从修整后的刀刃精加工精度或可在修整后没有磨合加工的情况下进行切割加工的观点出发,通过激光衍射散射法测定的磨料的体积平均一次粒径优选为0.2~6.0μm,更优选为0.3~5.0μm,进一步优选为0.5~4.5μm。
只要磨料是可用于树胶脂(Resinoid)粘结的磨石的磨料,则无特殊限定。作为磨料,例如可列举出碳化硅、氧化铝、氧化铬、氧化铈、氧化锆、锆英砂等,可将它们单独使用或将两种以上并用。其中,由于碳化硅、氧化铝的硬度高,切削能力比其它的材质优异,所以优选。
从施加于磨料的研磨负荷分散所产生的精加工粗糙度或磨石的易堵塞性、磨石的硬度和磨料自身脱落的易发生性的观点出发,相对于合计100质量份的磨料和树脂的配合量,磨料组合物中的磨料的配合量优选为50~90质量份,更优选为55~90质量份,进一步优选为58~90质量份。
(树脂)
如上所述,树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。即,本发明的磨石将甲阶型酚醛树脂用作主粘合剂。在磨石中树脂起到保持磨料的作用。另外,切削刃的弹性行为、作为磨石整体的冲击吸收度等来源于树脂。此外,树脂对磨石的锋利度和损耗造成大的影响。
从磨石的锋利度和损耗的观点出发,相对于合计100质量份的磨料和树脂的配合量,磨料组合物中的树脂的配合量优选为10~50质量份,更优选为10~45质量份,进一步优选为10~42质量份。
(甲阶型酚醛树脂)
甲阶型酚醛树脂具有自固化性,通过加热而固化,从而形成固化物。另外,甲阶型酚醛树脂的机械冲击和热冲击方面强。甲阶型酚醛树脂例如可通过使酚类和醛类在碱性催化剂的存在下反应而合成。通常,在上述反应后,进行减压脱水。
对于甲阶型酚醛树脂的合成所使用的酚类,例如可列举出苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、二甲苯酚、烷基苯酚类、儿茶酚、间苯二酚等,可将它们单独使用或将两种以上并用。
对于甲阶型酚醛树脂的合成所使用的醛类,例如可列举出甲醛、多聚甲醛、苯甲醛等醛化合物,和作为这些醛化合物的来源的物质,或这些醛化合物的溶液等,可将它们单独使用或将两种以上并用。
对于甲阶型酚醛树脂的合成所使用的碱性催化剂,例如可列举出氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物,钙、镁、钡等碱土金属的氧化物和氢氧化物,碳酸钠,氨水,三乙胺、六亚甲基四胺等胺类,醋酸镁、醋酸锌等二价金属盐等,可将它们单独使用或将两种以上并用。
若加热甲阶型酚醛树脂,则基于羟基甲基和苯酚核的缩合反应进行,甲阶型酚醛树脂形成三维网状结构的不熔不溶的固体。
如上所述,通常用作磨石的主粘合剂的酚醛树脂为酚醛清漆型。酚醛清漆型酚醛树脂其本身为热塑性树脂,成型条件范围宽,尺寸稳定性也好。另外,酚醛清漆型酚醛树脂的保存性也比甲阶型酚醛树脂好。但是,为了能够在修整后立即高精度地切割加工被加工物,优选用于修整切割刀的修整刀所使用的磨石的磨料细。另外,在使用磨料的粒度比3000号(体积平均一次粒径为4μm)细(小)的磨料的情况下,若使用酚醛清漆型酚醛树脂,则有磨石的制备变难的倾向。本发明人反复深入研究,结果发现,通过使用甲阶型酚醛树脂,即使是磨料的粒度为3000号(体积平均一次粒径为4μm)左右的细(小)的磨料,也可稳定地制备磨石。
从即使是细的磨料,也可稳定地制备磨石的观点出发,甲阶型酚醛树脂优选在25℃的室温下为液态。
从与磨石的磨损性有关的树脂的强度的观点出发,甲阶型酚醛树脂的数均分子量(Mn)优选为300~600,更优选为350~500,进一步优选为350~450。需说明的是,甲阶型酚醛树脂的数均分子量(Mn)是通过凝胶渗透色谱法(GPC) (分子量测定装置:昭和电工社制,型号:RI-71),由聚苯乙烯换算算出的值。另外,溶剂使用50mM氯化锂、2mM盐酸(添加二甲基甲醛),柱温设为23℃。
磨料组合物的全部树脂中的甲阶型酚醛树脂的配合量为50质量%以上。若甲阶型酚醛树脂的配合量低于50质量%,则有磨石对机械冲击和热冲击变弱的情况。从磨石的硬度或切削性、生产效率的观点出发,磨料组合物的全部树脂中的甲阶型酚醛树脂的配合量优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上。
(弹性树脂)
在磨石中,根据需要,作为树脂,除了甲阶型酚醛树脂以外还可含有弹性树脂。以酚醛树脂为主体的磨石有刚直且脆的情况。因此,为了确保磨石的弹性来进行更高精度的修整精加工,在甲阶型酚醛树脂中也可混合弹性树脂。由此,可进一步提高磨石的冲击吸收度。弹性树脂是其固化物与甲阶型酚醛树脂的固化物相比显示高弹性的树脂。通过磨料组合物含有弹性树脂,可使磨石的弹性提高。需说明的是,弹性树脂优选在固化的酚醛树脂基质中形成微细的粒子并均匀地分散。
只要弹性树脂是其固化物与甲阶型酚醛树脂的固化物相比显示高弹性的树脂,则无特殊限定。具体而言,对于弹性树脂,例如可列举出丙烯-丁二烯橡胶(PBR)、聚乙烯醇(PVA)树脂、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂等,可将它们单独使用或将两种以上并用。其中,从所得到的磨石的硬度、弹性、耗损率、切削性等观点出发,优选将丙烯-丁二烯橡胶用作弹性树脂。
从使弹性树脂均匀地分散在树脂中的观点出发,优选将弹性树脂以乳化或分散的状态配合在溶剂中。
从切削刃的弹性行为和磨石的冲击吸收度的观点出发,磨料组合物的全部树脂中的弹性树脂的配合量优选为0~50质量%,更优选为5~50质量%,进一步优选为10~50质量%。
(气孔生成剂)
磨料组合物中,根据需要,还可含有气孔生成剂。气孔生成剂是为了在磨石中形成气孔而添加的物质,通过具有气孔,在提高磨石的弹性的同时,促进在磨削中产生的磨削屑的排出而抑制堵塞。另外,气孔减少磨石的磨削阻力,防止磨削烧伤(研削焼け)。作为气孔生成剂,优选中空的球状树脂类。对于中空的球状树脂类,例如可列举出酚醛系树脂、密胺系树脂、丙烯酸系树脂等,可将它们单独使用或将两种以上并用。由于主要将酚醛树脂用作磨石的树脂,所以在这些中空的球状树脂类中,优选酚醛系树脂的中空的球状树脂。
通过气孔生成剂在磨石中形成的气孔的大小可通过气孔生成剂的粒径来调整。气孔径越大,越可提高磨石的弹性和研磨屑的排出性,但若过大,则磨石与工件的接触面积变小,从而切削性降低。因此,通过激光衍射散射法测定的气孔生成剂的体积平均一次粒径优选为40~150μm,更优选为50~120μm,进一步优选为60~100μm。
在配合气孔生成剂的情况下,从磨料的脱落量和磨削性的观点出发,相对于100质量份的树脂,气孔生成剂的配合量优选为25~55质量份,更优选为30~50质量份。即使在不添加气孔生成剂的情况下,在成型时也因自然生成的空隙而在磨石中形成气孔,但为了稳定地促进对堵塞的抑制,优选配合气孔生成剂。
(洛氏硬度)
从是适合于修整切割刀的洛氏硬度的观点出发,用表面15Y标尺测定的磨石的洛氏硬度优选为-35~80,更优选为-35~70,进一步优选为-30~60。用表面15Y标尺测定的洛氏硬度是通过依据JIS K7202-2“洛氏硬度”测定的方法测定的值。例如,可使用Matsuzawa Co.,Ltd.制洛氏硬度计,由使在前端带有直径为1/2英寸(约12.7mm)的钢球的压头与磨石接触而施加15kg·f的基准负荷时产生的凹陷深度换算,用表面15Y标尺测定洛氏硬度。洛氏硬度的值在正侧越大,意味着磨石越硬,在负侧越大,意味着磨石越柔软。
<磨石的制备方法>
另外,在本发明中,提供磨石的制备方法,所述方法包括:混合磨料和树脂来制作磨料组合物的工序,将磨料组合物灌注至模具中的工序,和使灌注在模具中的磨料组合物固化的工序。以下,对各工序进行详细地说明。
[制作磨料组合物的工序]
在该工序中,混合磨料和树脂来制作磨料组合物。树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂,优选含有60质量%以上,更优选含有70质量%以上。甲阶型酚醛树脂可直接使用,也可以水溶液的状态使用,还可以用醇等水以外的溶剂溶解的状态使用。
磨料和树脂的混合优选在表压为-0.095MPa以下的减压下进行。如果这样进行,则混合磨料和树脂时在磨料组合物内产生气泡。于是,所产生的气泡残留在磨料组合物中,由此可抑制在磨料组合物中形成大的气孔,可在磨石中形成均匀的气泡。
需说明的是,在磨料组合物含有弹性树脂、气孔生成剂等的情况下,在该工序中,在磨料和甲阶型酚醛树脂中混合弹性树脂、气孔生成剂等来制作磨料组合物。
[将磨料组合物灌注至模具中的工序]
在该工序中,将磨料组合物灌注至模具中。优选以使得磨料组合物内的气泡在灌注至模具中后仍残留在磨料组合物中的方式,将磨料组合物灌注至模具中。
[使磨料组合物固化的工序]
在该工序中,使灌注在模具中的磨料组合物固化。具体而言,通过将灌注在模具中的磨料组合物加热,使磨料组合物固化。此时,为了使自固化反应充分地进行,加热温度优选60℃以上,更优选70~90℃。另外,加热时间优选20小时以上,更优选20~40小时。
在使磨料组合物固化的工序之后,从模具取出,为了除去未反应物,优选进行清洗、干燥。在干燥后,更优选进一步实施热处理。作为热处理的条件,例如可列举出110℃~200℃的热处理温度和10~30小时的热处理时间。只要为200℃以下的热处理温度和30小时以下的热处理时间,则无磨石的弹性降低之虞。
[定尺寸加工工序]
在使磨料组合物固化的工序之后也可实施定尺寸加工工序。在实施上述热处理后,可通过定尺寸加工得到加工成所期望的尺寸的磨石。磨石的形状可为圆盘状或板状,也可为其它的形状,可根据装配研磨机的条件任意地选择。
<切割刀修整用磨石>
本发明的磨石可用作切割刀修整用磨石。具体而言,可将本发明的磨石用于高精度修整用修整刀。
只要是使用如上所述的本发明的磨石的高精度修整精加工用修整刀,则可高精度地修整切割刀的刃部分,可在没有磨合加工工序的情况下进行切割工序,此外,可通过省略磨合加工工序来提高操作性。
另外,也可将本发明的磨石用作用于将凹版制版辊的表面平坦化的磨石。
实施例
以下,示出实施例和比较例,具体地说明本发明,但本发明并不限定于下述实施例和比较例。
<评价方法>
(树脂的数均分子量(Mn))
甲阶型酚醛树脂的数均分子量(Mn)是通过凝胶渗透色谱法(GPC) (分子量测定装置:昭和电工株式会社制,型号:RI-71),由聚苯乙烯换算而算出的值。需说明的是,溶剂使用50mM氯化锂、2mM盐酸(添加二甲基甲醛),柱温设为23℃。
(洛氏硬度)
使用Matsuzawa Co., Ltd.制洛氏硬度计,由使在前端带有直径为1/2英寸(约12.7mm)的钢球的压头与磨石接触而施加15kg·f的基准负荷时产生的凹陷深度换算,用表面15Y标尺测定洛氏硬度。
(在没有磨合加工的情况下的使用和加工精度)
使用所制作的修整刀,修整在厚度为30μm的圆盘的外周部以电铸粘结剂固定有金刚石磨料的切割刀。然后,使用该切割刀,以0.2mm的切入量、25,000rpm的刀片转速、30mm/秒的输送速度将6英寸0.6T的Si晶片进行5条线的切割。然后,按以下标准,评价使用所制作的修整刀修整过的切割刀。
<磨合加工的使用>
A:在全部5条线中,即使在修整后没有磨合加工的情况下也可没有问题地切割Si晶片。
B:第1条线即使在修整后没有磨合加工的情况下也可切割Si晶片。但是,在5条线结束前,Si晶片破损,无法切割到最后。
C:在修整后没有磨合加工的情况下,在第1条线的中途Si晶片破损,无法切割Si晶片。
<加工精度>
A:切削面不粗糙且良好。
B:切削面稍微粗糙。
C:切削面非常粗糙。
[实施例1]
在3kg的甲阶型酚醛树脂(有效成分为70重量%,数均分子量为400,余量为水、未反应苯酚、甲醛)中,进一步加入5kg的由碳化硅构成的磨料(GC#3000,体积平均一次粒径为4μm)并混合,配制均匀的浆料。需说明的是,它们的混合配制在表压为-0.09MPa的减压下进行。
另外,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅和甲阶型酚醛树脂,换算成有效成分的碳化硅的配合量为70.4质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为29.6质量份。
将所配制的浆料注入至模型中,在60℃下保持24小时,进行热固化反应而使其固化。将已固化的固化物从模型取出并水洗,从而除去未反应物。然后,在80℃下干燥20小时,进一步在150℃下进行10小时的热处理。将热处理后的固化物加工成所期望的形状,从而完成修整刀。
[实施例2]
在实施例2中,除了将甲阶型酚醛树脂的数均分子量设为500以外,通过与实施例1相同的方法制作修整刀。
[实施例3]
在实施例3中,除了将磨料设为氧化铝(WA,体积平均一次粒径为4μm)以外,通过与实施例1相同的方法制作修整刀。
[实施例4]
首先,在2kg的甲阶型酚醛树脂(有效成分为70重量%,数均分子量为400,余量为水、未反应苯酚、甲醛)中,作为弹性树脂加入将0.5kg的丙烯-丁二烯橡胶(PBR树脂 NIPPON A&LINC.制,有效成分为40质量%,余量为水)制成乳化物得到的物质,进而作为气孔生成剂加入0.64kg的中空酚醛球状树脂(巴工业株式会社制 体积平均一次粒径为70μm)。
需说明的是,换算成有效成分,相对于甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶的合计(树脂的合计),甲阶型酚醛树脂的配合量为87.5质量%,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为12.5质量%。另外,相对于合计(树脂的合计) 100质量份的甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,中空酚醛球状树脂的配合量为40质量份。
进一步加入7kg的由碳化硅构成的磨料(GC#6000,体积平均一次粒径为2μm)并混合,配制均匀的浆料。需说明的是,它们的混合配制在表压为-0.09MPa的减压下进行。
另外,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为81.4质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为16.3质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为12.5质量份。
将所配制的浆料注入至模型中,在60℃下保持24小时,进行热固化反应而使其固化。将已固化的固化物从模型取出并水洗,从而除去未反应物。然后,在80℃下干燥20小时,进一步在150℃下进行10小时的热处理。将热处理后的固化物加工成所期望的形状,从而完成修整刀。
[实施例5]
在实施例5中,除了不使用气孔生成剂以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例6]
在实施例6中,除了将碳化硅粉末(GC#8000,平均粒径为1μm)用作磨料以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例7]
在实施例7中,除了将碳化硅粉末(GC#3000,平均粒径为4μm)用作磨料以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例8]
在实施例8中,除了换算成有效成分,相对于合计量为100质量份的磨料、酚醛树脂和弹性树脂,将磨料的配合量设为60.0质量份,且将酚醛树脂和弹性树脂的配合量的合计设为40.0质量份以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
需说明的是,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为60.0质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为35.0质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为5.0质量份。
[实施例9]
在实施例9中,除了换算成有效成分,相对于合计量为100质量份的磨料、酚醛树脂和弹性树脂,将磨料的配合量设为89.9质量份,且将酚醛树脂和弹性树脂的配合量的合计设为10.1质量份以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
需说明的是,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为89.9质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为8.8质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为1.3质量份。
[实施例10]
在实施例10中,除了换算成有效成分,将酚醛树脂的配合量设为酚醛树脂和弹性树脂的合计量的50质量%以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
需说明的是,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为81.4质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为9.3质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为9.3质量份。
[实施例11]
在实施例11中,除了换算成有效成分,将酚醛树脂的配合量设为酚醛树脂和弹性树脂的合计量的80质量%以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
需说明的是,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为81.4质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为14.9质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为3.7质量份。
[实施例12]
在实施例12中,除了将气孔生成剂的体积平均一次粒径设为60μm以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例13]
在实施例13中,除了将气孔生成剂的体积平均一次粒径设为100μm以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例14]
在实施例14中,除了相对于合计量为100质量份的酚醛树脂和弹性树脂,将气孔生成剂的配合量设为30质量份以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例15]
在实施例15中,除了相对于合计量为100质量份的酚醛树脂和弹性树脂,将气孔生成剂的配合量设为50质量份以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例16]
在实施例16中,除了将碳化硅粉末(GC#1500,平均粒径为7μm)用作磨料以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例17]
在实施例17中,除了将碳化硅粉末(平均粒径为0.1μm)用作为磨料以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例18]
在实施例18中,除了换算成有效成分,相对于合计量为100质量份的磨料、酚醛树脂和弹性树脂,将磨料的配合量设为95.0质量份,且将酚醛树脂和弹性树脂的配合量的合计设为5质量份以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
需说明的是,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为95.0质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为4.4质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为0.6质量份。
[实施例19]
在实施例19中,除了换算成有效成分,相对于合计量为100质量份的磨料、酚醛树脂和弹性树脂,将磨料的配合量设为49.9质量份,且将酚醛树脂和弹性树脂的配合量的合计设为50.1质量份以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
需说明的是,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为49.9质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为43.8质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为6.3质量份。
[实施例20]
在实施例20中,除了将甲阶型酚醛树脂的数均分子量设为200以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例21]
在实施例21中,除了将气孔生成剂的平均粒径设为200μm以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[实施例22]
在实施例22中,除了相对于合计量为100质量份的酚醛树脂和弹性树脂,将气孔生成剂的配合量设为60质量份以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
[比较例1]
在比较例1中,使用将酚醛清漆型酚醛树脂用作主粘合剂的以往陶瓷粘结剂制的修整刀。
[比较例2]
在比较例2中,除了换算成有效成分,将酚醛树脂的配合量设为酚醛树脂和弹性树脂的合计量的40质量%以外,通过与实施例4相同的方法制作修整刀。
需说明的是,相对于合计(磨料和树脂的合计) 100质量份的碳化硅、甲阶型酚醛树脂和丙烯-丁二烯橡胶,换算成有效成分的碳化硅的配合量为81.4质量份,甲阶型酚醛树脂的配合量为7.4质量份,丙烯-丁二烯橡胶的配合量为11.2质量份。
[表1]
[评价结果]
(实施例1~4)
可知就经切割的Si晶片而言,在全部5条线中,即使在修整后没有磨合加工的情况下也可没有问题地切割,加工精度得到提高。
(实施例5)
可知就经切割的Si晶片而言,在全部5条线中,即使在修整后没有磨合加工的情况下也可没有问题地切割,加工精度得到提高。但是,加工精度比实施例4略差。可知气孔生成剂使加工精度提高。
(实施例6~15)
可知实施例6~15的修整刀也可在没有磨合加工的情况下使用,加工精度得到提高。
(实施例16)
实施例16的修整刀虽然第1条线可切割,但在第5条线结束前Si晶片会破损,无法切割加工。认为其原因在于,由于磨料的体积平均一次粒径比6.0μm大,所以修整后的刀片磨削面的精度降低,工件切断面的精度降低。
(实施例17)
实施例17的修整刀虽然第1条线可切割,但在第5条线结束前在Si晶片上会产生龟裂,无法切割加工。认为其原因在于,由于磨料的体积平均一次粒径比0.2μm小,所以切削性能降低,修整后的刀片磨削面的精度降低,工件切断面的精度也降低。
(实施例18)
实施例18的修整刀虽然第1条线可切割,但在第5条线结束前在Si晶片上会产生龟裂,无法切割加工。认为其原因在于,由于相对于合计100质量份的磨料和树脂,树脂的配合量比10质量份小,所以在修整中修整刀堵塞,切割刀的修整精度降低。
(实施例19)
实施例19的修整刀虽然第1条线可切割,但在第5条线结束前在Si晶片上会产生龟裂,无法切割加工。认为其原因在于,由于相对于合计100质量份的磨料和树脂,树脂的配合量比50质量份大,所以切削性能因磨料的自生作用降低而降低,切割刀的修整精度降低。
(实施例20)
实施例20的修整刀虽然第1条线可切割,但在第5条线结束前在Si晶片上会产生龟裂,无法切割加工。认为其原因在于,由于修整刀的酚醛树脂的数均分子量比300小,在修整中刀片磨损量因刀片的强度降低而增大,从而刀片磨削力显著增加,所以切割刀的修整精度降低。
(实施例21)
实施例21的修整刀虽然第1条线可切割,但在第5条线结束前在Si晶片上会产生龟裂,无法切割加工。认为其原因在于,由于所配合的气孔生成剂的体积平均一次粒径比150μm大,所以修整刀的气孔径变得过大,由此磨料与工件的接触面积变小,切割刀的修整精度因修整的切削性降低而降低。
(实施例22)
实施例22的修整刀虽然第1条线可切割,但在第5条线结束前在Si晶片上会产生龟裂,无法切割加工。认为其原因在于,由于相对于100质量份的树脂,气孔生成剂的配合量比55质量份大,所以修整刀的气孔率变得过大,由此磨料与工件的接触面积变小,切割刀的修整精度因修整的切削性降低而降低。
(比较例1)
比较例1的切割刀在第1条线Si晶片破损而无法加工。另外,切断面也非常粗糙。认为其原因在于,代替甲阶型酚醛树脂,将酚醛清漆型酚醛树脂用作为主粘合剂。
(比较例2)
比较例2的修整刀在第1条线在Si晶片上会产生龟裂,无法切割加工。认为其原因在于,修整刀的树脂中的酚醛树脂的含量低于50质量%,刀片的脆性增加,切削性能因磨料的自生作用增加而变得过高,切割刀的修整精度降低。
由以上结果可知,本发明可制作能够高精度地修整在切割刀样的圆盘的外周部用各种粘结剂固定有金刚石等磨料的片锯的修整刀。
需说明的是,本发明并不被限定于上述实施方式。上述实施方式为示例,具有与本发明的权利要求范围所记载的技术思想实质上相同的构成、且发挥同样的作用效果的技术方案无论是何种,均包含在本发明的技术范围内。
Claims (13)
1.磨石,其中,所述磨石由将含有磨料和树脂的磨料组合物固化而得到的固化物构成,
所述树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的磨石,其中,相对于合计100质量份的所述磨料和所述树脂,所述树脂的配合量为10~50质量份。
3.根据权利要求1或2所述的磨石,其中,所述甲阶型酚醛树脂的数均分子量Mn为300~600。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的磨石,其中,所述树脂还含有弹性树脂,
所述弹性树脂为选自丙烯-丁二烯橡胶、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛的至少1种树脂。
5.根据权利要求4所述的磨石,其中,所述树脂中的所述弹性树脂的比例为0~50质量%。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的磨石,其中,所述磨料组合物还含有气孔生成剂。
7.根据权利要求6所述的磨石,其中,通过激光衍射散射法测定的所述气孔生成剂的体积平均一次粒径为40~150μm。
8.根据权利要求6或7所述的磨石,其中,相对于100质量份的所述树脂,所述气孔生成剂的配合量为25~55质量份。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的磨石,其中,所述磨料为选自碳化硅、氧化铝、氧化铬、氧化铈、氧化锆和锆英砂的至少1种陶瓷磨料。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的磨石,其中,通过激光衍射散射法测定的所述磨料的体积平均一次粒径为0.2~6.0μm。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的磨石,其中,用表面15Y标尺测定的洛氏硬度为-35~80。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的磨石,其中,所述磨石为切割刀修整用磨石。
13.磨石的制备方法,其中,所述方法包括:
混合磨料和树脂来制作磨料组合物的工序,
将所述磨料组合物灌注至模具中的工序,和
使灌注在所述模具中的磨料组合物固化的工序;
且所述磨料组合物中的所述树脂含有50质量%以上的甲阶型酚醛树脂。
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