JP2000301463A - 内周刃ブレード及び切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】切断進行中の被切断物と内周刃ブレードの切断
抵抗を良好に低減させると同時に両者の接触抵抗を大幅
に減少させることができ、切断中に内周刃ブレードが反
ってしまい、その結果、被切断物の切断面が反ってしま
うという不都合を解消することができるようにした内周
刃ブレード及び切断装置を提供する。 【解決手段】中空部を穿設した円盤状中空基板と、該中
空基板の内周部に設けられかつ砥粒を固着させたチップ
部分とを有し、該中空基板の側面に砥粒を固着してなる
砥粒層を設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス材料、セラ
ミックス材料、半導体単結晶材料又は水晶材料等の硬質
材料を薄く切断加工する場合に好適に使用される内周刃
ブレード及び当該内周刃ブレードを用いた硬質材料の切
断装置に関する。

【０００２】

【関連技術】従来の内周刃ブレード及び内周刃ブレード
を用いた切断装置について、図９〜図１１によって説明
する。図９は従来の内周刃ブレードの１例を示すもの
で、（ａ）は従来の内周刃ブレードの正面図及び（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図１０は従来の内周
刃ブレードを具備した切断装置の１例を示す側面概略説
明図である。

【０００３】図１１は従来の内周刃ブレードを装着した
切断装置の一部断面説明図で、（ａ）は被切断物を切断
している状態、（ｂ）は被切断物の切断が終了した状態
及び（ｃ）は切断終了後の内周刃ブレードの一部分の状
態をそれぞれ示す図面である。

【０００４】従来の内周刃ブレード１０は、図９〜図１
１に示すように、高速回転する中空部１２を穿設した基
板１４（例えば、ドーナツ状の薄い金属基板）、その内
周部に、メタルボンド、レジンボンド、電着等により砥
粒（切断砥粒）を固着させたチップ部分１６から構成さ
れている。

【０００５】図１０において、２０は従来の切断装置
で、基台２２にベアリング部材２４を介して回転可能に
取り付けられた回転軸２６を有している。該回転軸２６
の上端部には回転筒３０が装着されている。該回転筒３
０は円形の底板３０ａ及び該底板３０ａ上に立設された
円筒状の側板３０ｂから形成されている。

【０００６】該回転軸２６の長手方向中心部及び回転筒
３０の底板３０ａの中心部には研削液排出路２８が穿設
されており、研削時に流され該底板３０ａ上に落下する
研削液を排出できるようになっている。該側板３０ｂの
上端周縁部には取付け板３２を介して図９に示した構成
の内周刃ブレード１０が取り付けられている。

【０００７】３４はモータで、モータ軸３６にはモータ
プーリ３８が取り付けられている。上記回転軸２６の中
央部には該モータプーリ３８に対応してプーリ４０が装
着されている。４２は駆動ベルトで、モータプーリ３８
及びプーリ４０に懸架されている。モータ３４が駆動す
ると、モータ軸３６が回転し、その回転はモータプーリ
３８、駆動ベルト４２及びプーリ４０を介して回転軸２
６に伝達され、回転軸２６が回転するようになってい
る。

【０００８】該回転軸２６の回転とともに回転筒３０、
取付け板３２及び内周刃ブレード１０が回転する。回転
するチップ部分１６に被切断物Ｇを当接させることによ
って被切断物Ｇが該チップ部分１６により切断される。
４４，４６は該回転軸２６の周壁部に取り付けられたベ
アリング部材である。

【０００９】従来の内周刃ブレード１０を用いて、ガラ
ス材料、セラミックス材料、半導体単結晶材料又は水晶
材料等の硬質材料製の板、ロッド、チューブ、インゴッ
ト等の被切断物ＧをワークホルダーＨに保持させた状態
で切断した場合、切断が進行するにつれて、被切断物Ｇ
と内周刃ブレード１０との間に切断抵抗が生じてくる。
その切断抵抗は、内周刃ブレード１０を反らせる作用を
するため、被切断物が内周刃ブレード１０の側面に接触
し、接触抵抗を生じさせてしまう。

【００１０】切断抵抗と接触抵抗によって、図１１
（ｃ）に示すように、内周刃ブレード１０はますます反
ってしまい、その結果、切断終了後の被切断物Ｇの切断
面が反ってしまう。一度反ってしまった内周刃ブレード
１０は、元に戻らなくなり、それ以降の切断時には、必
ず被切断物Ｇの切断面が反ってしまうという欠点を有し
ていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上記し
た問題点を解決するため、鋭意研究を進めたところ、内
周刃ブレードの中空基板の側面に砥粒層を設け、被切断
物の切断進行中に切断用のチップ部分による切断作用と
は別に該砥粒層による被切断物の研削を行うことによっ
て、被切断物と内周刃ブレードの切断抵抗を良好に低減
させると同時に両者の接触抵抗を大幅に減少させること
ができることを見出し本発明に到達した。

【００１２】本発明は、切断進行中の被切断物と内周刃
ブレードの切断抵抗を良好に低減させると同時に両者の
接触抵抗を大幅に減少させることができ、切断中に内周
刃ブレードが反ってしまい、その結果、被切断物の切断
面が反ってしまうという不都合を解消することができる
ようにした内周刃ブレード及び切断装置を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の内周刃ブレードは、中空部を穿設した円盤
状中空基板と、該中空基板の内周部に設けられかつ砥粒
（切断砥粒）を固着させたチップ部分とを有し、該中空
基板の側面に砥粒（研削砥粒）を固着してなる砥粒層を
設けたことを特徴とする。

【００１４】上記砥粒層の側面高さが、チップ部分の側
面高さよりも小であること、即ち該砥粒層の厚さが該チ
ップ部分の厚さよりもわずかに、例えば0.05ｍｍ程度だ
け、薄い厚さを有するのが好ましい。

【００１５】上記砥粒層を構成する砥粒が、上記チップ
部分を構成する砥粒、例えば＃１７０、よりも細かい砥
粒、例えば＃２００、であるのが好適である。

【００１６】上記砥粒層は上記金属基板の側面の全面に
設けてもよいし、部分的に設けることもできる。部分的
に設ける場合には、その設置態様に特別の制限はないも
ので、例えば、螺旋状、渦巻状、放射状、多数の同心円
状、多数の点状等の設置態様を適宜採用することができ
る。

【００１７】上記砥粒がダイヤモンド砥粒及び／又はそ
の他の砥粒からなるのが好ましい。その他の砥粒として
は、ＳｉＣ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＣＢＮ又
はＢＮ等をあげることができる。これらの砥粒は単独で
用いることもできるし、併用することも可能である。

【００１８】上記内周刃ブレードによる切断の対象とな
る硬質材料としては、ガラス材料、セラミックス材料、
半導体単結晶材料又は水晶材料等をあげることができ
る。ガラス材料には、石英ガラス材料、ソーダ石灰ガラ
ス材料、ホウケイ酸ガラス材料、鉛ガラス材料等があ
る。

【００１９】具体的なセラミックス材料としては、Ｓｉ
Ｃロッドやアルミナロッド等をあげることができ、半導
体単結晶材料としては、シリコン単結晶やガリウム・ヒ
素単結晶等がある。

【００２０】上記した内周刃ブレードと、該内周刃ブレ
ードを高速回転させる回転駆動部とによって切断装置を
構成すれば、ガラス材料、セラミックス材料、半導体単
結晶材料又は水晶材料等の硬質材料製の被切断物の切断
抵抗を低減させた状態で切断でき、内周刃ブレードの反
り並びに被切断物の切断面の反りの発生を防止すること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面中、図１〜図８に基づいて説明する。図１は本発
明の内周刃ブレードの第１の実施の形態を示すもので、
（ａ）は本発明の内周刃ブレードの正面図及び（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【００２２】図２は本発明の内周刃ブレードを具備した
切断装置の１例を示す側面概略説明図である。図３は本
発明の内周刃ブレードを装着した切断装置の一部断面説
明図で、（ａ）は被切断物を切断している状態、（ｂ）
は被切断物の切断が終了した状態及び（ｃ）は切断終了
後の内周刃ブレードの一部分の状態をそれぞれ示す図面
である。

【００２３】図４は本発明の内周刃ブレードの第２の実
施の形態を示すもので、（ａ）は本発明の内周刃ブレー
ドの正面図及び（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。図５は本発明の内周刃ブレードの第３の実施の形態
を示すもので、（ａ）は本発明の内周刃ブレードの正面
図及び（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【００２４】図６〜図８は本発明の内周刃ブレードの第
４〜第６の実施の形態をそれぞれ示す正面図である。

【００２５】本発明の内周刃ブレード１１は、図１〜図
３に示す如く、従来と同様に、高速回転する中空部１３
を中央部に穿設した基板１５（例えば、ドーナツ状の薄
い金属基板、例えば、厚さ１００〜２００μｍ程度）、
その内周部に、メタルボンド、レジンボンド、電着等に
より砥粒（切断砥粒）を固着させたチップ部分１７から
構成されている。

【００２６】図２において、２１は本発明の切断装置
で、本発明の内周刃ブレード１１を具備した以外は、図
１０に示した従来の切断装置２０と同一構造であるので
再度の説明は省略する。図１０の場合と同様に、モータ
３４を駆動することによって内周刃ブレード１１が回転
し、回転するチップ部分１７に被切断物Ｇを当接させる
ことによって被切断物Ｇが該チップ部分１７により切断
される。

【００２７】本発明の内周刃ブレード１１の特徴は、図
１（ａ）（ｂ）によく示される如く、内周刃ブレード１
１の基板１５の側面１５ａに、砥粒（研削砥粒）をメタ
ルボンド、レジンボンド、電着等により固着させた砥粒
層１８を設けることである。

【００２８】このように砥粒層１８を設けることによっ
て、切断中に切断抵抗を受けて内周刃ブレード１１が反
ってしまい、被切断物Ｇと接触した場合に、当該接触部
分はこの砥粒層１８によって研削されるので、従来の内
周刃ブレード１０では避けることのできなかった接触抵
抗を大幅に軽減することができる。

【００２９】さらに、内周刃ブレード１１の基板１５の
両側面１５ａが砥粒によって被覆されて砥粒層１８が形
成されるため、内周刃ブレード１１は該砥粒層１８によ
って被覆され、その強度が増大し、内周刃ブレード１１
が切断中に反ってしまうということはなくなり、したが
って、切断面が反ることもなくなる［図３（ａ）（ｂ）
（ｃ）］。

【００３０】本発明の内周刃ブレード１１に用いられる
砥粒は、チップ部分１７に対しては従来と同様に＃１７
０程度とすればよい。一方、砥粒層１８の砥粒は、チッ
プ部分１７の砥粒よりも細かい砥粒、例えば＃２００程
度が好ましい。

【００３１】上記砥粒層１８の側面高さ、即ち厚さ（例
えば、４０〜１４０μｍ程度）は、チップ部分１７の側
面高さ、即ち厚さ（例えば、５０〜１５０μｍ程度）よ
りも小であるのが好適である。この砥粒層１８の側面高
さがチップ部分の側面高さよりも大となると切断作業自
体に困難性が生じてしまう不利がある。

【００３２】上記砥粒層１８は、基板１５の側面１５ａ
の全面に設けてもよいが、部分的に設けることもでき
る。部分的に設ける場合には、その設置態様に特別の制
限はないもので、例えば、多数の点状（図４）、多数の
同心円状（図５）、螺旋状又は渦巻状（図６及び図
７）、放射状（図８）等の設置態様を適宜採用すること
ができる。

【００３３】上記したチップ部分１７及び砥粒層１８を
構成する砥粒としては、ダイヤモンド砥粒の他に、Ｓｉ
Ｃ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＣＢＮ又はＢＮ等
の砥粒を用いることができる。これらの砥粒は単独で用
いることもでき、併用も可能である。

【００３４】本発明の内周刃ブレード１１による切断の
対象となる硬質材料としては、ガラス材料、セラミック
ス材料、半導体単結晶材料又は水晶材料等をあげること
ができる。ガラス材料には、石英ガラス材料、ソーダ石
灰ガラス材料、ホウケイ酸ガラス材料、鉛ガラス材料等
がある。

【００３５】具体的なセラミックス材料としては、Ｓｉ
Ｃロッドやアルミナロッド等をあげることができ、半導
体単結晶材料としては、シリコン単結晶やガリウム・ヒ
素単結晶等がある。

【００３６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げて説明する。

【００３７】（実施例１）内径２２０ｍｍ、外径７００
ｍｍ、厚み１５０μｍ程度の金属基板をドーナツ状に成
形した中空部を穿設した円盤状中空基板の中空部の内周
縁に、厚さ１００μｍのダイヤモンドからなる砥粒（切
断砥粒）を電鋳し、切断砥粒から外側に幅２２０ｍｍで
厚さ９０μｍ程度の切断砥粒よりも目が細かいダイヤモ
ンドからなる砥粒（研削砥粒）を電鋳した内周刃ブレー
ドを使用して、φ２００ｍｍのシリコンインゴットから
ウェハーを５０枚切断した。

【００３８】切断後のウェハーの反りを測定した結果、
最大で２０μｍ、最小で１２μｍであった。又、切断終
了後の内周刃ブレードの反りを測定した結果、２０μｍ
であった。

【００３９】（実施例２）実施例１で使用したものと同
様の内周刃ブレードを使用して、φ２０５ｍｍの石英ガ
ラスインゴットを厚さ１．５ｍｍの円板に切断した。円
板を３０枚切断した後、石英ガラス円板の反りを測定し
た結果、最大で１８μｍ、最小で１０μｍであった。
又、切断終了後の内周刃ブレードの反りを測定した結
果、１８μｍであった。

【００４０】（比較例１）内径２２０ｍｍ、外径７００
ｍｍ、厚み１５０μｍの金属基板をドーナツ状に成形し
た中空部を穿設した円盤状中空基板の中空部の内周縁
に、ダイヤモンドからなる砥粒（切断砥粒）を電鋳した
厚さ１００μｍの内周刃ブレードを使用して、φ２００
ｍｍのシリコンインゴットからウェハーを５０枚切断し
た。

【００４１】切断後のウェハーの反りを測定した結果、
最大で７５μｍ、最小で４５μｍであった。又、切断終
了後の内周刃ブレードの反りを測定した結果、７５μｍ
であった。

【００４２】（比較例２）比較例１で使用したものと同
様の内周刃ブレードを使用して、φ２０５ｍｍの石英ガ
ラスインゴットを厚さ１．５ｍｍの円板に切断した。円
板を３０枚切断した後、石英ガラス円板の反りを測定し
た結果、最大で７０μｍ、最小で４０μｍであった。
又、切断終了後の内周刃ブレードの反りを測定した結
果、７０μｍであった。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、切
断中の切断抵抗を良好に低減させることができ、切断中
に切断抵抗を受けて、内周刃ブレードが反ってしまい、
その結果、被切断物の切断面が反ってしまうということ
を防止することができるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の内周刃ブレードの第１の実施の形態
を示すもので、（ａ）は本発明の内周刃ブレードの正面
図及び（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】 本発明の内周刃ブレードを具備した切断装置
の１例を示す側面概略説明図である。

【図３】 本発明の内周刃ブレードを装着した切断装置
の一部断面説明図で、（ａ）は被切断物を切断している
状態、（ｂ）は被切断物の切断が終了した状態及び
（ｃ）は切断終了後の内周刃ブレードの一部分の状態を
それぞれ示す図面である。

【図４】 本発明の内周刃ブレードの第２の実施の形態
を示すもので、（ａ）は本発明の内周刃ブレードの正面
図及び（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】 本発明の内周刃ブレードの第３の実施の形態
を示すもので、（ａ）は本発明の内周刃ブレードの正面
図及び（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】 本発明の内周刃ブレードの第４の実施の形態
を示す正面図である。

【図７】 本発明の内周刃ブレードの第５の実施の形態
を示す正面図である。

【図８】 本発明の内周刃ブレードの第６の実施の形態
を示す正面図である。

【図９】 従来の内周刃ブレードの１例を示すもので、
（ａ）は従来の内周刃ブレードの正面図及び（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】 従来の内周刃ブレードを具備した切断装置
の１例を示す側面概略説明図である。

【図１１】 従来の内周刃ブレードを装着した切断装置
の一部断面説明図で、（ａ）は被切断物を切断している
状態、（ｂ）は被切断物の切断が終了した状態及び
（ｃ）は切断終了後の内周刃ブレードの一部分の状態を
それぞれ示す図面である。

【符号の説明】

１０，１１：内周刃ブレード、１２，１３：中空部、１
４，１５：基板、１５ａ：基板の側面、１６，１７：チ
ップ部、１８：砥粒層、２０，２１：切断装置、２６：
回転軸、２８：研削液排出路、３０：回転筒、３０ａ：
底板、３０ｂ：側板、３２：取付け板、３４：モータ、
３６：モータ軸、３８：モータプーリ、４０：プーリ、
４２：駆動ベルト、４４，４６：ベアリング部材、Ｇ：
被切断物、Ｈ：ワークホルダー。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月２８日（２０００．２．２
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の内周刃ブレードは、中空部を穿設した円盤
状中空基板と、該中空基板の内周部に設けられかつ砥粒
（切断砥粒）を固着させたチップ部分とを有し、該中空
基板の両側面に砥粒（研削砥粒）を固着してなる砥粒層
を設け、砥粒層の側面高さが、チップ部分の側面高さよ
りも小であることを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】上記砥粒層の側面高さは、具体的には、該
砥粒層の厚さが該チップ部分の厚さよりもわずかに、例
えば0.05ｍｍ程度だけ、薄い厚さを有するのが好まし
い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 ▼或▲雄 茨城県水海道市渕頭町2952番地 株式会社 アトック内 (72)発明者 須釜 明彦 福島県郡山市田村町金屋字川久保88番地 信越石英株式会社郡山工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空部を穿設した円盤状中空基板と、該
   中空基板の内周部に設けられかつ砥粒を固着させたチッ
   プ部分とを有し、該中空基板の側面に砥粒を固着してな
   る砥粒層を設けたことを特徴とする内周刃ブレード。
2. 【請求項２】 前記砥粒層の側面高さがチップ部分の側
   面高さよりも小であることを特徴とする請求項１記載の
   内周刃ブレード。
3. 【請求項３】 前記砥粒層を構成する砥粒が前記チップ
   部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であることを特徴
   とする請求項１又は２記載の内周刃ブレード。
4. 【請求項４】 前記砥粒層が前記中空基板の側面に部分
   的に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１項記載の内周刃ブレード。
5. 【請求項５】 前記砥粒がダイヤモンド砥粒及び／又は
   その他の砥粒からなることを特徴とする請求項１〜４の
   いずれか１項記載の内周刃ブレード。
6. 【請求項６】 前記その他の砥粒がＳｉＣ，Ａｌ₂Ｏ₃，
   ＺｒＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＣＢＮ及び／又はＢＮであること
   を特徴とする請求項５記載の内周刃ブレード。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項記載の内周
   刃ブレードと、該内周刃ブレードを高速回転させる回転
   駆動部とを有することを特徴とする切断装置。