JP2002210664A - 極薄切断ブレード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 切れ味、被削材のチッピング防止、ブレード
剛性、ブレード寿命の全ての面において優れた新たな極
薄切断ブレードを提供する。 【解決手段】 本発明は、金属結合剤を用いた砥粒層２
の両側面に、樹脂結合剤５を用いた砥粒層が一体的に密
着して形成されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン半導体、
水晶、フェライト、ガラス、ニューセラミックス及び樹
脂や、これらの複合材あるいは積層材からなる被削材の
精密切断加工並びに溝入れ加工に用いられる極薄切断ブ
レードに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の極薄切断ブレードとしては、電
鋳ボンドタイプ、レジンボンドタイプ、メタルボンドタ
イプなどが一般的に知られている。

【０００３】電鋳ボンドタイプは、円盤状の基材表面に
砥粒を分布した後、ニッケルなどの電解メッキを施して
砥粒を結合させたものであり、砥粒の結合強度、砥粒の
集中度、ブレード剛性が高いため、加工能率、ブレード
寿命、切断面粗度が良好である一方、被ドレッシング
性、刃の自生作用が劣るため、被削材のチッピングを起
こし易く、また、製造コストがかかるという欠点があ
る。

【０００４】レジンボンドタイプは、砥粒と樹脂粉末を
適宜比率で混合してこの粉末体を型込みした後、加圧し
ながら加熱して焼成したものであり、樹脂という弾性に
富んだ結合剤を用いているため、刃の自生作用に優れ、
被削材のチッピングは少なくなるが、ブレード寿命が短
く、しかも、ブレード剛性が低いため、例えばニューセ
ラミックスなどの硬い被削材の場合や切り込み深さが深
くなる場合、蛇行した切断面となったり、入り口が広が
った切断面となるという欠点がある。

【０００５】メタルボンドタイプは、砥粒と金属粉末を
適宜比率で混合してこの粉末体を型込みした後、加圧し
ながら加熱して焼成したものであり、結合剤に金属を用
いているため、レジンボンドタイプに比べてブレード剛
性が高いが、電鋳ボンドタイプと同様、被削材のチッピ
ングという問題があり、この問題を解決するためには、
粒度の細かい砥粒を用いる必要である。

【０００６】また、上記何れのタイプも単層であり、こ
れに伴う問題があるとして、例えば、表層部に微粒の砥
粒を配し、内部に粗粒の砥粒を配した多層の電鋳ボンド
タイプ（特開昭６３−１２７８７４号）、芯組成部の両
側面に該芯組成部よりも粒度の細かいか若しくは硬度の
低い軟性の側面組成部を一体化して形成した多層のレジ
ンボンドタイプ（特開昭５９−１４３６５１号公報）、
砥粒集中度や結合度が異なる主研削層と補助研削層とを
一体化して形成した多層のメタルボンドタイプ（特開昭
５７−８３３７２号公報）などが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記何
れの極薄切断ブレードにあっても、それぞれのタイプの
有する問題、即ち、電鋳ボンドタイプやメタルボンドタ
イプは、レジンボンドタイプよりも切れ味や被削材のチ
ッピングの面で劣る一方、レジンボンドタイプは、他の
タイプよりもブレード剛性やブレード寿命の面で劣ると
いう短所は解消されないままである。

【０００８】ところで、近年のＩＴ（情報技術）産業の
発達に伴い、電子部品の需要は急激に高まり、しかも、
アルミナ等の酸化物、窒化珪素などの窒化物、炭化珪素
などの炭化物等、電子部品における材料の高硬質化が進
んでいる。従って、従来の電鋳ボンドタイプ、メタルボ
ンドタイプ、あるいはレジンボンドタイプだけでは、こ
れらの被削材への対応が困難であると言える。

【０００９】そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなさ
れたもので、切れ味、被削材のチッピング防止、ブレー
ド剛性、ブレード寿命の全ての面において優れた画期的
な極薄切断ブレードを提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る極薄切断ブレードは、金属結合剤を用
いた砥粒層の両側面に、樹脂結合剤を用いた砥粒層が一
体的に密着して形成されてなることを特徴とするもので
ある。

【００１１】また、請求項２記載の極薄切断ブレード
は、樹脂結合剤を用いた砥粒層における砥粒として、金
属結合剤を用いた砥粒層における砥粒の粒度よりも細か
いものが用いられてなる構成を採用するものである。

【００１２】さらに、請求項３記載の極薄切断ブレード
は、樹脂結合剤を用いた砥粒層は、金属結合剤を用いた
砥粒層よりも砥粒の集中度が高く設定されてなる構成を
採用するものである。

【００１３】本発明に係る極薄切断ブレードによれば、
金属結合剤を用いた砥粒層（以下、メタルボンド層とい
う）を中心部に配することによって、ブレード剛性、ブ
レード寿命が実現され、高硬質の被削材に対応できるよ
うになる。一方、樹脂結合剤を用いた砥粒層（以下、レ
ジンボンド層という）を側面部（表層部）に配すること
によって、ブレード表面における被ドレッシング性、刃
の自生作用が良くなるため、切れ味が良くなり、チッピ
ングの少ないきれいな切断面を得ると共に、被削材が多
層膜構造である場合の膜破壊を抑えることができる。

【００１４】そして、請求項２乃至３のような構成を採
用することにより、さらに切れ味が良くなり、その結
果、より高い面粗度に仕上がった切断面を得ることがで
きる。

【００１５】また、請求項４記載の極薄切断ブレード
は、樹脂結合剤を用いた砥粒層の表面に、円周方向の所
定間隔を有して複数の逃げ溝用の凹部が形成されてなる
ものである。

【００１６】被削材の切断加工や溝入れ加工において、
前記凹部は、被削材から排出された研削屑の排出路を構
成し、また、被削材の切断面に対する冷却油（冷却水）
の供給路を構成する。このため、樹脂結合剤を用いた砥
粒層の表面における研削屑の目詰まりが防止されると共
に、冷却油（冷却水）が切断面に安定して供給されるこ
ととなり、好適な仕上げ面を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
極薄切断ブレードについて図面を参酌しつつ説明する。
図１（イ）は、本実施形態に係る極薄切断ブレードの全
体構造、（ロ）は、本実施形態に係る極薄切断ブレード
の断面構造を示す図である。極薄切断ブレード１は、中
央に円孔を有する偏平状の環体であり、３層の砥粒層が
一体的に密着した積層体構造（サンドイッチ構造）を採
っている。

【００１８】前記砥粒層は、中央部に配されたメタルボ
ンド層２と、該メタルボンド層２の両側面に積層された
一対の表層部のレジンボンド層５，５とからなり、各レ
ジンボンド層５の厚みがメタルボンド層２の厚みに対し
て約３０〜３００％に設定されて、全体の厚みが約０．
２〜２．０ｍｍに仕上げられている。

【００１９】前記メタルボンド層２は、砥粒３を金属結
合剤（メタルボンド）４で結合させたものである。砥粒
３としては、天然あるいは合成ダイヤモンド、ＣＢＮ、
カーボランダム（Ｃ）、グリーンカーボランダム（Ｇ
Ｃ）、アランダム（Ａ）、ホワイトアランダム（ＷＡ）
や、これらの混合物が用いられる。そして、結合剤とし
ては、タングステン、コバルト、鉄、銅、錫、亜鉛、あ
るいはこれらの合金が用いられる。

【００２０】前記レジンボンド層５は、砥粒６を樹脂結
合剤（レジンボンド）７で結合させたものである。砥粒
６としては、メタルボンド層２の砥粒３と同様の材質が
選択可能であるが、該メタルボンド層２の砥粒３よりも
粒度が細かいか、硬度は同じであるが強度が弱く破砕し
やすいか、あるいはその両方を満たすものが用いられ
る。結合剤としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、ナイロン樹脂、飽和又は不飽
和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、セルロース系樹
脂、アクリル系樹脂などが用いられる。

【００２１】そして、これら３層の積層構造からなる極
薄切断ブレード１は、以下のようにして製作される。ま
ず、砥粒３と金属結合剤４をなす金属粉末との混合体
（第１の混合体）、そして砥粒６と樹脂結合剤７をなす
樹脂粉末との混合体（第２の混合体）を作り、該第１及
び第２の混合体を別々に型込めし、これらを加圧しなが
ら加熱してメタルボンド層２（第１の砥粒層）及びレジ
ンボンド層５（第２の砥粒層）を別々に作成した後、こ
れらを１枚の円盤状に重ね合わせ、加圧しながら加熱す
る。あるいは、混合体の段階で３層構造にして型込め
し、これを加圧しながら加熱するようにしてもよい。

【００２２】ここで、型込めに用いる型の押圧面には、
円周方向に凹凸の段差が形成されており、その結果、加
圧行程によって、極薄切断ブレード１の表裏面、即ち各
レジンボンド層５の表面に、円周方向の所定間隔を有し
て複数の平坦な凹部８，…が形成される。該凹部８は、
極薄切断ブレード１の中心から延びる一対の放射線によ
って画され、極薄切断ブレード１の外周縁から内周縁に
達するように形成されている。

【００２３】この凹部８の深さ、即ちレジンボンド層５
の表面からの段差量は、薄切断ブレード１全体の厚みに
対して１％以上、より好ましくは２％以上であって、５
０％以下、より好ましくは１０％以下となるように設定
される。

【００２４】以上のように構成された極薄切断ブレード
１は、図２に示す如く、一対のフランジ９，９に挟み込
まれ、このフランジ９，９を切断機のシャフト１０に外
挿した後、シャフト１０の先端に刻設された雄ネジにナ
ット１１を螺着させて、フランジ９，９をシャフト１０
に固定して、切断機に装着される。被削材の切断加工並
びに溝入れ加工においては、フランジ９，９から突出す
る極薄切断ブレード１の外周領域を利用する。

【００２５】そのため、極薄切断ブレード１の両側面に
形成された凹部（段差部）８，…は、研削屑排出用のチ
ップポケットとなり、隣接する凹部８，８に挟まれた凸
部（非凹部）は、切り刃として作用する。従って、被削
材から排出される研削屑が凹部８，…を介して外部に排
出され、研削面の目詰まりが防止されると共に、被削材
の切断面のチッピングが抑えられる。また、凹部８，…
を介して研削油（研削水）が被削材の切断面と砥粒面と
の間を流通しやすくなるため、冷却効果が向上する。

【００２６】尚、本発明に係る極薄切断ブレードは、上
記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上
記実施形態は、一対のレジンボンド層５，５でメタルボ
ンド層２を挟み込む３層積層体からなるものであった
が、この極薄切断ブレードの両側面、即ちレジンボンド
層５，５の表面にそれぞれメタルボンド層を配し、その
上にさらにレジンボンド層を配するようにした５層積層
体であってもよい。要するに、メタルボンド層とレジン
ボンド層とを交互に配し、レジンボンド層が最外層（表
層）となる３層以上の奇数層の積層体からなるものであ
ればよい。

【００２７】また、砥粒に関しては、レジンボンド層５
における砥粒６として、メタルボンド層２における砥粒
３の強度よりも弱く、破砕しやすいものを用いれば、切
断や溝入れ作業時、レジンボンド層５における砥粒６が
適宜細かく破砕され、エッジが鋭くなり、切れ味が向上
する効果を期待することができる。

【００２８】そして、レジンボンド層５のボンド摩耗が
速く、砥粒６の量を多くしないとメタルボンド層２との
バランスが取れない場合、レジンボンド層５における砥
粒６の集中度をメタルボンド層２よりも高く設定すれば
よい。

【００２９】

【発明の効果】以上の如く、本発明に係る極薄切断ブレ
ードは、偏平状のメタルボンド層を中心部に配すると共
に、一対の偏平状のレジンボンド層をメタルボンド層の
側面部に配した構成であるため、メタルボンド層は、被
削材を多く研削する荒加工用として作用する一方、レジ
ンボンド層は、メタルボンド層によって研削された被削
材の面を細かく研削する仕上げ加工用として作用する。
その結果、切れ味、被削材のチッピング防止、ブレード
剛性、ブレード寿命の全ての面において優れた特性を発
揮する。

【００３０】また、メタルボンドの代わりに、該メタル
ボンドと同様、ブレード剛性の高い電鋳ボンドを用いる
ことも考えられるが、この場合、メッキを５０μｍ以上
の厚みで生成するとなると時間がかかってコスト増とな
る。また、電鋳ボンドの場合、結合剤の種類が限られ、
刃の自生作用も劣る。この点、本発明は、メタルボンド
を用いることにより、安価に製作することができ、ま
た、結合剤の種類が多様であることから、多種類の被削
材に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）は、本発明の一実施形態に係る極薄切断
ブレードの平面図、（ロ）は、（イ）のＡ−Ａ線断面図
を示す。

【図２】同実施形態の極薄切断ブレードを切断機に装着
した状態の断面側面図を示す。

【符号の説明】

１ 極薄切断ブレード ２ メタルボンド層 ３ 砥粒 ４ 結合剤 ５ レジンボンド層 ６ 砥粒 ７ 結合剤 ８ 凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属結合剤を用いた砥粒層の両側面に、
   樹脂結合剤を用いた砥粒層が一体的に密着して形成され
   てなることを特徴とする極薄切断ブレード。
2. 【請求項２】 樹脂結合剤を用いた砥粒層における砥粒
   として、金属結合剤を用いた砥粒層における砥粒の粒度
   よりも細かいものが用いられてなる請求項１記載の極薄
   切断ブレード。
3. 【請求項３】 樹脂結合剤を用いた砥粒層は、金属結合
   剤を用いた砥粒層よりも砥粒の集中度が高く設定されて
   なる請求項１又は２記載の極薄切断ブレード。
4. 【請求項４】 樹脂結合剤を用いた砥粒層の表面に、円
   周方向の所定間隔を有して複数の逃げ溝用の凹部が形成
   されてなる請求項１乃至３の何れかに記載の極薄切断ブ
   レード。