JP2000301483A - ハブ付ブレード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリコンや、化合物半導体、フェライトなどの
被削材の高精度切断加工や溝入れ加工などに用いられ、
かつ製造コストの低いブレード及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】中央に環状凸部を有するフランジＡと、中
央に該環状凸部が嵌入可能な中空部を有するフランジＢ
と、これらのフランジ間に、フランジの外周端から一部
が突出するように介挿されたリング型板状カッターとか
ら構成され、かつ両フランジの側面からの圧の印加によ
りフランジＡの環状凸部がフランジＢの中空部に嵌入し
て一体化してなるハブ付ブレード、及びリング型板状カ
ッターを、上記フランジＡとＢとで挟持したのち、該フ
ランジの両側面から圧を印加し、カッター及びその両側
のフランジを一体化させることにより、上記ハブ付ブレ
ードを製造する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハブ付ブレード及
びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、
リング型板状カッターを一対のフランジで挟持し、両フ
ランジの側面からの圧の印加により一体的に形成され、
シリコンや、化合物半導体、フェライトなどの被削材の
高精度切断加工や溝入れ加工などに好適なハブ付ブレー
ド、及びこのものを効率よく製造する方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウェーハやフェライトな
どのダイシング加工（ペレット状に切断）や溝入れ加工
を高精度に行うために、一般にハブタイプブレード又は
リングタイプブレードが用いられている。図１は、従来
のハブタイプブレードの１例の断面図であって、ハブタ
イプブレード１は、ハブ２の円形表面にリング状の切り
刃部３がその一部がハブ２の外周端から突出するよう
に、形成された構造を有している。このような構造を有
するハブタイプブレードは、一般に、アルミニウム合金
などのベース母材表面に、ダイヤモンドなどの超砥粒層
を、ニッケルや銅を母体金属とする電鋳法により設けた
のち、ベース母材の周緑部をエッチング処理などの方法
により、溶解除去し、超砥粒層からなる切り刃部を突出
させることにより、上記図１に示すような構造に製作す
ることができる。このような従来のハブタイプブレード
においては、（１）ベース母材の周縁部をエッチング処
理などにより溶解除去して、切り刃部を突出させる際
に、突出量のばらつきが生じ、その結果、ブレード形状
のバランスが悪くなり、チッピングが発生しやすい、
（２）製造工程が長いために、中間工程での不良が発生
しやすく、歩留まりが悪い、（３）片側のみ台金が固着
された形状であるため、水回りが表裏不均一となり、十
分な冷却効果が期待できない場合がある、（４）切り刃
部の表裏の差が大きいため、面振れが発生し、加工精度
の低下やチッピングが生じるおそれがある、（５）製造
工程が煩雑であって、製造コストが高くつくのを免れな
い、などの欠点がある。またリングタイプブレードは、
厚さが薄すぎるために、取扱いに細心の注意をはらう必
要があり、取扱い性が悪いなどの欠点を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のハブタイプブレードが有する欠点を改善すると共
に、リングタイプブレードに比べて取扱いが容易で、回
転駆動装置のシャフトに簡単に取付けることができ、シ
リコンウェーハや、化合物半導体、フェライトなどの被
削材の高精度切断加工や溝入れ加工に用いられるブレー
ド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】本発明者らは、前記の優
れた性能を有するブレードを開発すべく鋭意研究を重ね
た結果、リング型板状カッターを、一対のフランジで挟
持し、両フランジの側面からの圧の印加により一体的に
形成してなるハブ付ブレードが、その目的に適合しうる
ことを見出し、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）中央に環状凸部を
有するフランジＡと、中央に該環状凸部が嵌入可能な中
空部を有するフランジＢと、これらのフランジ間に、フ
ランジの外周端から一部が突出するように介挿されたリ
ング型板状カッターとから構成され、かつ両フランジの
側面からの圧の印加によりフランジＡの環状凸部がフラ
ンジＢの中空部に嵌入して一体化してなるハブ付ブレー
ド、（２）カッターを介挿するフランジにおいて、内周
部からフランジ外周端方向に向けて３０〜９５％の部分
に、カッターに接触しない逃げを設ける第(１)項記載の
ハブ付ブレード、（３）フランジＡ又はフランジＢの内
側面に、カッターを挟持するための環状突出部を設けて
なる第(１)又は(２)項記載のハブ付ブレード、（４）環
状突出部が、その外周面に１つ以上の凹凸部を有するも
のである第(３)項記載のハブ付ブレード、（５）カッタ
ーの少なくとも一方の面のフランジと接合する部分に１
つ以上の凹凸部を設け、それに対向するフランジ面に設
けられた１つ以上の凸凹部に、上記凹凸部が嵌合するよ
うにカッターとフランジとが接合されてなる第(１)、
(２)又は(３)項記載のハブ付ブレード、及び（６）リン
グ型板状カッターを、フランジの外周端からその一部が
突出するように、中央に環状凸部を有するフランジＡ
と、中央に該環状凸部が嵌入可能な中空部を有するフラ
ンジＢとで挟持したのち、該フランジの両側面から圧を
印加し、フランジＡの環状凸部をフランジＢの中空部に
嵌入させ、カッター及びその両側のフランジを一体化さ
せることを特徴とするハブ付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】本発明のハブ付ブレードは、フラ
ンジＡとフランジＢと、これらのフランジ間に介挿され
たリング型板状カッターとが、両フランジの側面からの
圧の印加により一体化され、かつフランジの外周端から
リング型板状カッターの一部が、２００〜１６００μｍ
前後の幅で突出した構造を有している。上記リング型板
状カッターの厚さについては特に制限はなく、用途に応
じて適宜選定されるが、通常１０〜１０００μｍの範囲
である。また、該カッターとしては、ダイヤモンドカッ
ターなどの超砥粒カッターが用いられ、そして、その種
類としては、例えばレジノイド結合剤（Ｒｅｓｉｎｏｉ
ｄ ｂｏｎｄ）を用いたレジンボンドカッター、メタル
結合剤（Ｍｅｔａｌ ｂｏｎｄ）を用いたメタルボンド
カッター、ビトリファイド結合剤（Ｖｉｔｒｉｆｉｅｄ
ｂｏｎｄ）を用いたビトリファイドボンドカッター、
電鋳法により超砥粒をニッケルなどのメッキ中に分散さ
せてなる電鋳カッターなどがあり、用途などに応じて適
宜選択される。シリコンウェーハや、化合物半導体、フ
ェライトなどの被削材を、高精度に切断加工や溝入れ加
工する場合には、通常厚さ１５〜５０μｍ程度の薄いカ
ッターが用いられるが、このような厚さの薄いものは、
前記のレジノイド結合剤、メタル結合剤、ビトリファイ
ド結合剤を用いる方法では製造が困難であるので、一般
に電鋳法で製造される。本発明で用いるリング型板状カ
ッターを電鋳法で製造する場合には、例えば、まず銅、
クロム、ニッケルなどの金属イオンを含み、かつ超砥粒
を分散した電鋳浴液中に、ステンレス鋼やアルミニウム
合金などの電着が可能な導電性支持体を浸漬し、この支
持体に陰極を接続すると共に電鋳浴液に陽極を接続して
通電することにより、支持体の表面に超砥粒と金属の電
着を行い、所定の厚さまで砥粒層を成長させ、超砥粒層
を形成させる。

【０００６】電鋳浴液中の金属イオンとしては、硬度な
どの点から、ニッケルイオンが好ましく、この場合、電
鋳浴液としては、スルファミン酸ニッケル浴液やワット
浴液などのニッケル電鋳浴液が使用できるが、電着され
るニッケルの歪や内部応力などの点から、スルファミン
酸ニッケル浴液が好ましい。また、電流密度については
特に制限はないが、通常０.５〜３０Ａ／ｄｍ²程度であ
る。超砥粒層の厚さは電鋳時間によって調整される。次
いで、十分に水洗したのち、支持体から超砥粒層を剥が
し、次に剥がした面側をエッチングしたのち、所望形状
にプレスなどを用いて打抜く。さらに、外周部を所定の
寸法まで研磨することにより、リング型板状の電鋳カッ
ターが得られる。なお、該リング型板状カッターに用い
られる超砥粒としては、従来超砥粒カッターに使用され
ているダイヤモンド砥粒及びｃＢＮ（立方晶窒化ホウ
素）砥粒などを挙げることができる。これらの超砥粒は
単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよ
い。この超砥粒の粒度については特に制限はなく、用途
に応じて適宜選定することができる。このリング型板状
カッターを挟持するフランジＡは、中央に環状凸部を有
しており、一方フランジＢは、中央に上記環状凸部が嵌
合可能な中空部を有している。また、これらのフランジ
の材質としては、例えばチタン合金、ステンレス鋼、ア
ルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。本発
明においては、上記フランジＡ又はフランジＢの内側面
に、リング型板状カッターを挟持するための環状突出部
を設けるのが有利である。そして、この環状突出部外周
面には、リング型板状カッターをしっかりと固定し、カ
ッターとフランジの振れを防止するために、１つ以上の
凹凸部を設けてもよい。この場合、リング型板状カッタ
ーの内周面は、上記凹凸部に対応する形状とする。図２
は、フランジＡの１例の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）
であって、フランジＡ５は、中央に環状凸部５ａを有す
るとともに、リング型板状カッターを挟持するための環
状突出部５ｂが設けられており、そして、環状突出部５
ｂの外周面には凹部Ｑが３個設けられた構造を有してい
る。さらに、本発明のハブ付ブレードにおいては、リン
グ型板状カッターをしっかりと固定し、カッターとフラ
ンジの振れを防止するために、リング型板状カッターの
少なくとも一方の面のフランジと接合する部分に１つ以
上の凹凸部を設け、それに対向するフランジ面に設けら
れた１つ以上の凸凹部に、上記凹凸部が嵌合するように
カッターとフランジとが接合されていてもよい。

【０００７】また、本発明のハブ付ブレードは、カッタ
ーを介挿するフランジにおいて、内周部からフランジ外
周端方向に向けて３０〜９５％、好ましくは５０〜８５
％の部分に、カッターに接触しない逃げを設けたものが
好適である。このように逃げの部分を設けることによ
り、ブレードの面精度が向上し、その結果加工精度が向
上する。このような逃げの部分は、一対のフランジを適
当に細工することにより、形成することができる。本発
明のハブ付ブレードは、フランジＡとフランジＢとの間
にリング型板状カッターを介挿したものに両フランジの
側面から、圧を印加することにより、フランジＡの環状
凸部が、フランジＢの中空部にしっかりと密着性よく嵌
入し、両フランジとリング型板状カッターとが一体化し
たものである。次に、本発明のハブ付ブレード及びその
製造方法について、添付図面に従って説明する。図３
は、本発明のハブ付ブレードの１例の断面図であって、
ハブ付ブレード２０は、環状凸部５ａと環状突出部５ｂ
を有するフランジＡ５と中空部（環状凸部５ａに対応）
を有するフランジＢ６との間に、リング型板状カッター
４が、フランジＡ５及びフランジＢ６の外周端より、そ
の一部が突出するように介挿され、かつフランジＡ５の
環状凸部５ａがフランジＢ６の中空部に嵌入されて一体
化した構造を有している。なお７は、リング型板状カッ
ター４が、フランジＡ５及びフランジＢ６と接合されて
いない逃げの部分である。

【０００８】このような本発明のハブ付ブレードは、本
発明方法に従えば、以下のようにして製造することがで
きる。まず、電鋳法などによりリング型板状カッター４
を製作し、これをその一部がフランジの外周端から突出
するように、フランジＡ５の環状突出部５ｂにはめ込み
固定する。次いで、フランジＢ６を、その中空部がフラ
ンジＡ５の環状凸部５ａに対面するように配設して、リ
ング型板状カッター４をフランジＡ５とフランジＢ６と
で挟持する。次に、このフランジの両側面から、ハンド
プレスなどを用いて圧を印加し、フランジＡ５の環状凸
部５ａをフランジＢ６の中空部に嵌入させ、リング型板
状カッター４とその両側のフランジＡ５及びフランジＢ
６とを一体化させることにより、所望のハブ付ブレード
２０が得られる。次に、本発明のハブ付ブレードを回転
駆動装置のシャフトに取付ける方法について、添付図面
に従って説明する。図４は、本発明のハブ付ブレードを
回転駆動装置のシャフトに取付けた状態の１例を示す部
分断面図であって、この図４において、回転駆動装置
（図示せず）のシャフト１１は、回転駆動装置によっ
て、高速回転されるものであり、その軸端側は緩やかな
テーパ状となっており、このシャフト１１の外周には、
先端部分（シャフトの軸端側）にネジが設けられたホイ
ールマウント８が嵌挿され、シャフト１１のテーパによ
って固定されている。このホイールマウント８と、ネジ
が設けられた押えフランジ９との間に、本発明のハブ付
ブレード２０が介在しており、ホイールマウント８の先
端部分に設けられたネジと押えフランジ９の締結によ
り、ハブ付ブレード２０はホイールマウント８に固着さ
れると共に、ホイールマウント８は、シャフト１１のネ
ジとナット１０の締結により、シャフト１１にしっかり
と固着される。なお、６は、持手が水回りを考慮した構
造であれば、形状は問わない。このようにして、本発明
のハブ付ブレードは、回転駆動装置のシャフトに取付け
られ、高速回転させることにより、リング型板状カッタ
ー４の突出部にて、被削材の切断加工や溝入れ加工を高
精度に行うことができる。

【０００９】図５は、本発明のハブ付ブレードを回転駆
動装置のシャフトに取付けた状態の他の例を示す部分断
面図であって、本発明のハブ付ブレードがホイールマウ
ントを用いずに、直接シャフトに取付られた状態を示し
ている。図５において、回転駆動装置（図示せず）のシ
ャフト１１は、前記図４と同様に回転駆動装置によって
高速回転されるものであるが、この場合テーパ状ではな
く、ストレートである。一方、本発明のハブ付ブレード
２０は、前記図３及び図４に示すものとは異なり、肉厚
のフランジＡ５'及びフランジＢ６'によってリング型板
状カッター４が挟持され、一体化されたものであって、
フランジＡ５'の中央に設けられている軸孔によって、
直接シャフト１１に嵌挿される。そして、このハブ付ブ
レード２０は、シャフト１１のネジと両側のナット１０
ａ及び１０ｂの締結により、シャフト１１にしっかりと
固着されている。なお、リング型板状カッターを、一対
のフランジとホイールマウントとナットを用いて、シャ
フトに取付けてなるブレード固定装置が開示されている
が（特開昭６３−２５６３５７号公報、特開平７−２４
８２９号公報）、この技術は、ナットによって、該カッ
ターを両側のフランジに接合させるものである。これに
対し、本発明は、予め、リング型板状カッターを一対の
フランジで挟持し、該フランジの両側面から、プレスな
どで圧を印加し、該カッターと両フランジとを一体化さ
せて、ハブ付ブレードを製作し、これをシャフトに取付
けるものであり、前記技術とは、技術思想が根本的に異
なるものである。また、前記公報に開示されたブレード
固着装置は、該公報の添付図面で示されているように、
フランジの外周端には、図６で示すように段差が存在す
る。図６は、従来技術により、リング型板状カッターが
一対のフランジにより挟持されたブレードにおけるフラ
ンジ外周端近傍の部分断面図であって、この図において
は、リング型板状カッター４が一対のフランジ１２、１
３によって挟持されており、そして段差Ｐが存在してい
る。このような段差が存在すると、シリコンウェーハな
どを切断する際、発生した切粉が付きやすく、その結
果、ダイシング幅の変動や突発的なチッピングが生じる
おそれがある。これに対し、本発明のハブ付ブレードに
おいては、図３〜図５で示すように、段差が生じないよ
うにすることができるので、上記の問題は解決される。
なお、本発明のハブ付ブレードにおいては、一対のフラ
ンジの外周端が、図３〜図５に示すように左右均等であ
るのが、水回りなどの点から好ましいが、左右不均等で
あってもかまわない。

【００１０】

【実施例】次に実施例により、本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例１ （１）リング型板状カッターの製造 スルファミン酸ニッケル５００ｇ／リットル、塩化ニッ
ケル２０ｇ／リットル、ホウ酸４０ｇ／リットル、平均
粒径３〜５μｍのダイヤモンド砥粒５０ｇ／リットルを
含有する電鋳浴液を調製した。この電鋳浴液中にステン
レス鋼からなる支持体を浸漬し、支持体に陰極を接続す
ると共に、電鋳浴液に陽極を接続し、浴温５０℃、電流
密度２.５Ａ／dm²の条件で２０分間通電して、電鋳を行
うことにより、該支持体表面に厚さ２０μｍのダイヤモ
ンド砥粒層を形成した。次いで、ダイヤモンド砥粒層が
形成された支持体を電鋳浴液から引き上げ、十分に水洗
したのち、該ダイヤモンド砥粒層を支持体から剥がし、
これをプレスにより所望形状に打ち抜いた。最後に、そ
の外周を研磨することにより、外径５６mm、内径４０m
m、厚さ２０μｍのリング型板状カッターを得た。 （２）ハブ付ブレードの製造 上記(１)で得られたリング型板状カッターを、アルミニ
ウム合金製の一対のフランジで挟持し、フランジの両側
面からハンドプレスで圧を印加することにより、図３に
示す形状のハブ付ブレードを製造した。このハブ付ブレ
ードにおいて、リング型板状カッターのフランジ外周端
からの突出幅は０.５mmであり、該カッターの両フラン
ジとの接合部分は、フランジ外周端から中心方向に向け
て１.５mmであった。 （３）評価 上記(２)で得られたハブ付ブレードを、図４で示すよう
に、回転駆動装置のシャフトに取付け、回転速度４００
００rpmで、６インチ、２５０μｍ厚のシリコンウェー
ハのダイシング加工を行ったところ、表裏のチッピング
などが発生せず、極めて高精度に加工できた。

【００１１】

【発明の効果】本発明のハブ付ブレードは、以下に示す
効果を奏する。 （１）カッターとフランジを別々製造し、製品化する時
点で一体化すればよいので、カッターなどの管理が容易
である上、製造工程の簡素化による製造コストの低減及
び作業能率の向上を図ることができる。 （２）回転駆動装置のシャフトへの取付作業がリングタ
イプのブレードに比べて容易であり、取付不備によるブ
レードの振れ、チッピングの発生を防ぐことができる。 （３）従来のハブタイプのブレードのように、ベース母
材のエッチング処理工程がないので、表裏の突き出し量
の不均一が起こらず、刃先部と両側部に砥粒が突出して
いることから、被削材を均質に研削加工することがで
き、寸法精度が向上する。 （４）表裏の水回りを均一にしうるので、表裏のチッピ
ングや、側面、裏面のかけの発生を抑制することができ
る。 （５）一方のフランジの内側面に、リング型板状カッタ
ーを挟持するために設けた環状突出部の外周面を異形状
にしたり、あるいは該カッターの少なくとも一方の面の
フランジと接合する部分に１つ以上の凹凸部を設け、そ
れに対向するフランジ面に設けられた１つ以上の凸凹部
に、上記凹凸部を嵌合させることにより、カッターとフ
ランジの振れを防止することができる。 （６）一対のフランジの形状によっては、回転駆動装置
への取付けに、ホイールマウントを必要としないため
に、軽量化が図られ、さらに高速回転が可能となる。本
発明のハブ付ブレードは、シリコンや、化合物半導体、
フェライトなどの被削材の高精度切断加工や溝入れ加工
などに好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来のハブタイプブレードの１例の断
面図である。

【図２】図２は、フランジＡの１例の平面図（ａ）及び
断面図（ｂ）である。

【図３】図３は、本発明のハブ付ブレードの１例の断面
図である。

【図４】図４は、本発明のハブ付ブレードを回転駆動装
置のシャフトに取付けた状態の１例を示す部分断面図で
ある。

【図５】図５は、本発明のハブ付ブレードを回転駆動装
置のシャフトに取付けた状態の他の例を示す部分断面図
である。

【図６】図６は、従来技術により、リング型板状カッタ
ーが一対のフランジにより挟持されたブレードにおける
フランジ外周端近傍の部分断面図である。

【符号の説明】

１ ハブタイプブレード ２ ハブ ３ 切り刃部 ４ リング型板状カッター ５、５' フランジＡ ５ａ 環状凸部 ５ｂ 環状突出部 ６、６' フランジＢ ７ 逃げの部分 ８ ホイールマウント ９ 押えフランジ １０、１０ａ、１０ｂ ナット １１ シャフト １２ フランジ １３ フランジ ２０ ハブ付ブレード Ｐ 段差 Ｑ 凹部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央に環状凸部を有するフランジＡと、中
   央に該環状凸部が嵌入可能な中空部を有するフランジＢ
   と、これらのフランジ間に、フランジの外周端から一部
   が突出するように介挿されたリング型板状カッターとか
   ら構成され、かつ両フランジの側面からの圧の印加によ
   りフランジＡの環状凸部がフランジＢの中空部に嵌入し
   て一体化してなるハブ付ブレード。
2. 【請求項２】カッターを介挿するフランジにおいて、内
   周部からフランジ外周端方向に向けて３０〜９５％の部
   分に、カッターに接触しない逃げを設ける請求項１記載
   のハブ付ブレード。
3. 【請求項３】フランジＡ又はフランジＢの内側面に、カ
   ッターを挟持するための環状突出部を設けてなる請求項
   １又は２記載のハブ付ブレード。
4. 【請求項４】環状突出部が、その外周面に１つ以上の凹
   凸部を有するものである請求項３記載のハブ付ブレー
   ド。
5. 【請求項５】カッターの少なくとも一方の面のフランジ
   と接合する部分に１つ以上の凹凸部を設け、それに対向
   するフランジ面に設けられた１つ以上の凸凹部に、上記
   凹凸部が嵌合するようにカッターとフランジとが接合さ
   れてなる請求項１、２又は３記載のハブ付ブレード。
6. 【請求項６】リング型板状カッターを、フランジの外周
   端からその一部が突出するように、中央に環状凸部を有
   するフランジＡと、中央に該環状凸部が嵌入可能な中空
   部を有するフランジＢとで挟持したのち、該フランジの
   両側面から圧を印加し、フランジＡの環状凸部をフラン
   ジＢの中空部に嵌入させ、カッター及びその両側のフラ
   ンジを一体化させることを特徴とするハブ付ブレードの
   製造方法。