CN1817566A - 电沉积砂轮及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电沉积砂轮。其即使在研削难削材料时,也能充分地供给润滑剂而防止砂轮和被加工物破损,发生自锐性作用,从而顺利地进行研削。该砂轮具有由镀层(105)固定磨粒(103)、使磨粒(103)和封入润滑剂的微型胶囊(104)混合存在的砂轮部(106)。使用该砂轮进行切削和研磨等研削。在砂轮部(106)上通过微型胶囊(104)混合存在,磨粒(103)变得容易脱落,促进自锐性作用,另外,由于由研削导致微型胶囊(104)破损,微型胶囊(104)内的润滑剂被供给研削部位,润滑剂也充分。

Description

电沉积砂轮及其制造方法
技术领域
本发明涉及用磨粒镀层固定的电沉积砂轮及其制造方法。
背景技术
在各种用于研削的电沉积砂轮中有用于切削的和用于研磨的等。例如用于切削的电沉积砂轮切断半导体晶片、CSP基板、蓝宝石晶片、石英基板等,具有分割成各个半导体芯片、激光二极管、电容器等各种器件的机能。作为电沉积砂轮,有通过镀镍等固定金钢石磨粒等磨粒构成的。(参照如特开2000-144477号公报)。
专利文献1公布的电沉积砂轮是切削砂轮片,在使用切削砂轮片切削被加工物时,向切削砂轮片的切削刃(砂轮部)和被加工物的接触部提供切削水。该切削水发挥冷却该接触部冷却水的作用,同时,也可以作为用于防止构成切削砂轮片的切削刃破损及防止被加工物破碎等的润滑剂发挥作用。
发明内容
发明要解决的课题
但是在切削蓝宝石晶片、石英基板等莫氏硬度比较高的难削材料时,由于向切削砂轮片的切削刃和被加工物的接触部供给的切削水不能充分起到作为润滑剂的作用,存在切削砂轮片的切削刃破损、妨碍顺利地切削或被加工物破损、质量下降的问题。
另外,由于构成切削砂轮片的切削刃的磨粒通过电镀被牢固地固定,所以研削时磨粒不太脱落,研削能力下降的磨粒在表面上长时间地残留,很难起自锐性作用,因此,存在蓝宝石晶片、石英基板等莫氏硬度比较高的难削材料的切削困难的问题。另一方面,若要维持高切削能力,必须频繁进行修整,所以存在生产率下降的问题。这样的问题即使在使用砂轮研磨时也同样发生。
因此,本发明要解决的课题是在研削难削材料时,充分地供给润滑剂、防止砂轮和被加工物破损,使之发生自锐性作用,顺利地进行研削。
用于解决课题的装置
本发明的第一方面的电沉积砂轮具有用镀层固定磨粒构成的砂轮部,在砂轮部中,磨粒与封入润滑剂的微型胶囊混合存在。在电沉积砂轮中除作为切削用砂轮的切削砂轮片外还包含研磨砂轮。
作为磨粒,有如金钢石磨粒、CBN磨粒、GC磨粒、WA磨粒等。砂轮部有时是电铸物。
本发明的第二方面涉及制造上述电沉积砂轮的的方法,其至少由以下两个工序构成。即,在收容了混入磨粒的电镀液的电镀浴槽中,以电镀面朝上的状态浸渍基台,用电镀层固定沉降堆积在电镀面上的磨粒的磨粒电沉积工序;在微型胶囊中封入润滑剂,在收容了已混入该微型胶囊的电镀液的电镀浴槽中,使电镀面朝下、浸渍基台,用电镀面挡住上浮的微型胶囊并用电镀层固定的微型胶囊电沉积工序。
也可以在实施磨粒电沉积工序后实施微型胶囊电沉积工序,也可以在实施微型胶囊电沉积工序后实施磨粒电沉积工序。砂轮部最好除去基台的全部或一部分形成。
收容混入磨粒的电镀液的电镀浴槽和收容了混入微型胶囊的电镀液的电镀浴槽可以分别构成,也可以使用同一个电镀浴槽。
发明的效果
本发明的电沉积砂轮由于形成磨粒和微型胶囊混合存在的砂轮部,通过切削和研磨等研削磨粒容易脱落,微型胶囊促进砂轮部的自锐性作用。从而即使对玻璃、蓝宝石等难削材料也能进行良好的研削。而由于减少修整的频率,可以使生产率提高。进而,由于在微型胶囊中封入润滑剂,由于研削造成微型胶囊破损、润滑剂可以供给研削部位,即使在研削难削材料时也可以得到足够的润滑性,进行良好的研削。
进而,若使用本发明的电沉积砂轮的制造方法,就可以很容易地高效率地制造磨粒和微型胶囊混合存在的电沉积砂轮。在把用于磨粒电沉积工序的电镀浴槽和用于微型胶囊电沉积工序的电镀浴槽作成同一个时,在磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序中不改变基台的高度、只反转上下方向时更能提高效率。
附图说明
图1是表示磨粒电沉积工序之一例的示意图;
图2是表示微型胶囊电沉积工序之一例的示意图;
图3是表示微型胶囊之一例的剖面图;
图4是大略表示微型胶囊电沉积工序结束后的砂轮部及基台的剖面图;
图5是表示磨粒电沉积工序之一例的示意图;
图6是表示微型胶囊电沉积工序之一例的示意图;
图7是大略表示除去遮蔽后的电沉积砂轮的剖面图;
图8是表示轮毂砂轮片之一例的立体图;
图9是表示电铸砂轮片之一例的立体图;
图10是表示用于制造该电铸砂轮片的基台之一例的立体图;
图11是大略表示在该基台上加遮蔽形成砂轮部的状态的剖面图;
图12是表示电沉积砂轮片之一例的立体图;
图13是表示用于制造该电沉积砂轮片的基台之一例的立体图;
图14是大略表示在该基台上加遮蔽形成砂轮部的状态的剖面图;
图15是表示研磨砂轮之一例的立体图;
图16是大略表示在基台上加遮蔽形成构成该研磨砂轮的砂轮部的状态的剖面图;
图17是表示研磨砂轮之另一例的立体图;
图18是大略表示在基台上加遮蔽形成构成该研磨砂轮的砂轮部的状态的剖面图。
具体实施方式
本发明的电沉积砂轮可以用如图1所示的电沉积砂轮制造装置1制造。该电沉积砂轮制造装置1包括收容硫酸镍等电镀液10的电镀浴槽11和搅拌电镀液10的搅拌器12。在电镀液10中浸渍有电镀金属,如镍棒13。在镍棒13上连接直流电源14的正极,直流电源14的负极通过开关15与浸渍在电镀液10中的基台100连接。
图1所示的基台100在制造轮毂和切削刃形成一体的轮毂砂轮片时,使磨粒及微型胶囊堆积,同时成为使镀层成长基础的基盘,形成大致与预定的轮毂形状近似的形状。
基台100具有:堆积磨粒及后述的微型胶囊、成长镀层的镀层面100a;此外的非镀层面100b。在非镀层面100b上加上遮蔽101。在中心部形成安装用的通孔100c,在通孔100c中加遮蔽102。
在图1的例中,基台100浸渍在电镀浴槽11的底部中的电镀液10中,呈镀层面100a向上的状态。在电镀液10中大量混入构成研削砂轮的磨粒,例如金钢石磨粒103。金钢石磨粒103比电镀液10的比重大。除金钢石磨粒外也可以使用CBN磨粒、GC磨粒、WA磨粒等。
在使用图1的电沉积砂轮制造装置1制造电沉积砂轮时,首先在开关15断开的状态下用搅拌器12搅拌电镀液10。之后中止搅拌、同时,接通开关15,使金钢石磨粒103沉降。这样,沉降的金钢石磨粒103在镀层面100a上停留并堆积,同时,通过由直流电源14供给的电压成长的镍镀层,堆积的金钢石磨粒被电沉积固定。(磨粒电沉积工序)。
图2所示的电沉积砂轮制造装置2与图1所示的电沉积砂轮制造装置1一样,具有收容硫酸镍等电镀液20的电镀浴槽21和搅拌电镀液20的搅拌器22。在电镀液20中浸渍有电镀金属,如镍棒23。在镍棒23上连接直流电源24的正极,直流电源24的负极通过开关25与浸渍在电镀液20中的基台100连接。但是,与图1的电沉积砂轮制造装置1的情况不同,基台100位于电镀液20的液面附近,在上下方向反转的状态下与开关25连接。即在该状态下,基台100的镀层面100a成向下的状态。
在电镀液20中大量混入微型胶囊104。在此,混入的微型胶囊104比电镀液20比重小,如图3所示,由封入其内部的润滑剂104a和隔膜104b构成。微型胶囊104的粒径例如为5m~20μm左右,隔膜104b由尿素树脂、密胺树脂等构成。
在图2所示的电沉积砂轮制造装置2中,把由磨粒电沉积工序电沉积磨粒的基台100浸渍在电镀浴槽21中,与直流电源24的负极连接,同时,在断开开关25的状态下搅拌电镀液20后停止搅拌,同时接通开关25。这样,如图2所示,比电镀液比重轻的微型胶囊104上浮,在基台100的镀层面100a(已经电镀磨粒的面)上被挡住,用成长的镍镀层固定微型胶囊104(微型胶囊电沉积工序)。
若这样固定微型胶囊104,如图4所示,在磨粒电沉积工序中固定的金钢石磨粒103和微型胶囊104混合存在的状态下由镍镀层105固定,通过反复操作若干次而形成砂轮部106。这样通过磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序,必然带来所谓磨粒和微型胶囊混合存在的电沉积砂轮的特点。磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序的顺序也可以反过来进行。
上述例对磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序分别在电镀浴槽内进行的情况进行了说明,但也可以在收容在一个电镀浴槽内的电镀液中混入磨粒和微型胶囊,在同一个电镀浴槽内个进行磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序。
在用同一个电镀浴槽11进行磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序时,例如,如图5所示,在最初镀层面100a向上的状态下,使基台100位于电镀液10上下方向的中央附近。在此,在电镀液10中混入如金钢石磨粒103和微型胶囊104。
而在开关15断开的状态下搅拌电镀液10,之后,在停止搅拌的同时,接通开关15,金钢石磨粒103沉降并由镀层面100a接住,由镍镀层固定(磨粒电沉积工序)。此时,由于微型胶囊104上浮,在镀层面100a附近不存在。
而在接着断开开关15后,如图6所示,使基台100高度不变在上下方向反转,在镀层面100a向下的状态,搅拌电镀液10后,停止搅拌并接通开关15,微型胶囊104上升,在镀层面100a被挡住,由镍镀层固定(微型胶囊电沉积工序)。此时,由于金钢石磨粒103沉降,在镀层面100a附近不存在。
这样通过不改变基台100的高度只需反转基台反复多次进行磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序,金钢石磨粒103和微型胶囊104交互电沉积固定在镀层面100a上。在两道工序之间未必需要使基台100沿上下方向移动,可以简化有关基台100的移动及与直流电源14的连接的作业。
如上所述,如图4所示,金钢石磨粒103和微型胶囊104用镀镍层105固定在镀层面100a上,形成砂轮部106后,若剥离覆盖非镀层面100b的遮蔽,则如图7所示,造成基台100和砂轮部106成为一体的状态,进而,由于砂轮部106的外周部露出作为切削刃,故若把作为基台的一部分的外周部100d进行需要量的蚀刻,如图8所示,形成砂轮部(切削刃)106和轮毂成为一体的轮毂砂轮片108。
若从图7的状态全部除去基台100,如图9所示,可以形成只由砂轮部(切削刃)组成没有轮毂的电铸物的电铸砂轮片109。另外,在制造电铸砂轮片109时,例如,可以使用如图10所示的环状的基台110。基台110的镀层面111成为环状的平面。如图11所示,在镀层面111以外的面上加遮蔽112,反复进行磨粒电沉积工序及微型胶囊电沉积工序,形成砂轮部113。之后,通过全部除去基台110或把砂轮部113从基台110剥离,成为图9所示的电铸砂轮片109。
如图12所示,也可以形成砂轮部(切削刃)114具有所需要的厚度、与较薄的遮蔽115成为一体的电沉积砂轮片116。在制造电沉积砂轮片116时,如图13所示,使用比较薄地形成的环状的基台115。如图14所示,若在基台115的上面及下面中,在除外周部117的部分加遮蔽118,对一个面实施磨粒电沉积工序及微型胶囊电沉积工序后,再在另一面实施磨粒电沉积工序及微型胶囊电沉积工序,形成砂轮部114就成为图12的电沉积砂轮片116。
在图8、图9、图12中所示的所有的电沉积砂轮中,由于金钢石磨粒103和微型胶囊104混合存在,由于磨削产生的切削能力下降的金钢石磨粒容易脱落,由于切削能力高的磨粒在表面上露出发生自锐性作用,故即使对玻璃、蓝宝石和钽酸锂等难削材料,也能很好地研削。另外,由于减少修整的频率,可以使生产率提高。
如图3所示,,由于在微型胶囊104中封入了润滑剂104a,在砂轮部的表面上露出的微型胶囊104的隔膜104b由与被加工物的接触导致破损,其内部的润滑剂104a供给砂轮部和被加工物。因而,即使在切削难削材料时,只用切削水润滑剂不足时,用隔膜104b破损流出的润滑剂104a不会使砂轮部和被加工物破损,可以良好地切削。
图8、图9、图12中所示的电沉积砂轮108、109、116全是用于切削的,其它例如也可以制造作为用于研磨的电沉积砂轮的研磨砂轮。例如图15所示的研磨砂轮120是砂轮部122固定在比较厚的环状基台121的镀层面上的研磨砂轮。如图16所示,在基台121的镀层面124以外的面上加遮蔽125,通过磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序可以形成砂轮部122。另外,也可以用别的基台,在该基台的镀层面以外的面上加遮蔽,在镀层面上形成金钢石磨粒和微型胶囊混合存在的砂轮部122,除去基台后,把砂轮部122固定在图15的基台121上。
进而,图17中所示的研磨砂轮126是把多个砂轮部127固定在轮128上的。各砂轮部127可以通过上述的磨粒电沉积工序和微型胶囊电沉积工序制造。此时,如图18所示,在大致为矩形的基台129的镀层面130以外的面上加遮蔽131,在镀层面130的上面形成金钢石磨粒和微型胶囊混合存在的砂轮部127,之后,除去基台129,把各砂轮部127固定在图17的轮128上。
即使在使用图15的研磨砂轮120、图17的研磨砂轮126中的任一个进行研磨时,由于磨粒脱落变得容易,研磨能力良好。另外,由于微型胶囊破损导致封入的润滑剂供给加工物的研磨面,故研磨品质良好。

Claims (8)

1、一种电沉积砂轮,其具有用镀层固定磨粒构成的砂轮部,在该砂轮部中,该磨粒与封入润滑剂的微型胶囊混合存在。
2、如权利要求1所述的电沉积砂轮,其特征在于,所述磨粒至少包含金钢石磨粒、CBN磨粒、GC磨粒、WA磨粒中的任一种。
3、如权利要求1或2所述的电沉积砂轮,其特征在于,所述砂轮部是电铸物。
4、一种电沉积砂轮的制造方法,其在基台上堆积磨粒,同时用镀层固定该磨粒、形成砂轮部,
其至少由以下两个工序构成,即,在收容了混入磨粒的电镀液的电镀浴槽中,以电镀面朝上的状态浸渍基台,用电镀层固定沉降堆积在电镀面上的磨粒的磨粒电沉积工序;在收容了混入已封入润滑剂的微型胶囊的电镀液的电镀浴槽中,使电镀面朝下、浸渍基台,用电镀面挡住上浮的微型胶囊并用电镀层固定的微型胶囊电沉积工序。
5、如权利要求4所述的电沉积砂轮的制造方法,其特征在于,在实施磨粒电沉积工序后实施微型胶囊电沉积工序。
6、如权利要求4所述的电沉积砂轮的制造方法,其特征在于,除去基台的全部或一部分,形成砂轮部。
7、如权利要求4、5或6所述的电沉积砂轮的制造方法,其特征在于,收容混入所述磨粒的电镀液的电镀浴槽和收容混入所述微型胶囊的电镀液的电镀浴槽分别构成。
8、如权利要求4、5或6所述的电沉积砂轮的制造方法,其特征在于,收容混入所述磨粒的电镀液的电镀浴槽和收容混入所述微型胶囊的电镀液的电镀浴槽是同一个电镀浴槽。
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