JP2002275508A

JP2002275508A - 半導体製品加工用切断刃およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002275508A
Application number: JP2001073490A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Mori; 信之森; Hideki Moriguchi; 秀樹森口; Katsunori Tsuzuki; 克典都築
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP4480912B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐摩耗性と耐欠損性を両立させ、長寿命で経
済性に優れた半導体製品加工用切断刃とその製造方法を
提供する。【解決手段】刃先部1の超硬合金Aとボディ部2の超硬
合金Bを一体に接合した構成である。 A：重量比でCrの炭化物およびVの炭化物の少なくとも一
方を0.1％以上3％以下、金属結合相を0.2％以下含み、
残部がWCおよびW_２Cで構成され、かつビッカース硬度が
23.0GPa以上の超硬合金。 B：重量比でWCを85％以上95％以下、TiC、TiCN、TaC、N
bC、Mo_２C、VCおよびCr_３C_２の中から選ばれた物質の少
なくとも1種を0.1％以上6％以下含有し、残部がCoおよ
びNiの少なくとも一方を含有する金属結合相で構成さ
れ、抗折力が3.0GPa以上、ビッカース硬度が15.0GPa以
上の超硬合金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、耐摩耗性、耐欠損性、
経済性に優れる半導体製品加工用切断刃とその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】タイバーカットなどの半導体製品加工用
切断刃は、寿命の長いもの、即ち、耐摩耗性、耐欠損性
をより高めたものが望まれているが、その2つの要求に
応え、同時に経済性も向上させた材料はまだ出ていな
い。

【０００３】耐摩耗性に優れる材料としては、例えば
（1）特開平4-198453号公報に示されるもの、（2）特開
平5-59481号公報に示されるもの、或いは（3）特開平4-
202738号公報に示されるものがある。

【０００４】公報（1）に記載の発明は、IVa、Va、VIa
族金属元素の特定粒径の炭化物質の硬質相と特定量の鉄
族の金属結合相とから成る超硬合金であって、ビッカー
ス硬度が18.0GPa以上である。

【０００５】公報（2）に記載の発明は、WCを主体にし
てMoやMo_２CやVCの硬質相を加え、さらに、Coベースの
結合相を加えた超硬合金であって、ビッカース硬度が2
3.0GPa以上である。

【０００６】公報（3）に記載の発明は、平均粒径の小
さなWC−Co系超硬合金であって、飽和磁気量とCo量との
関係を特定することで強度と安定性を向上させて微細加
工での適性を向上させている。

【０００７】しかし、上記（1）〜（3）の超硬合金は、
高硬度化により耐摩耗性が飛躍的に向上している反面、
耐欠損性が低下し、半導体製品加工用切断刃の材料とし
ては満足いくものではなかった。

【０００８】一方、特開平7-242982号公報は、cBN（立
方晶窒化硼素）の刃先部と超硬合金のボディを複合化し
たタイバーカットパンチ（ICリードフレーム用切断刃）
を開示している。これは、刃先部がcBN多結晶焼結体で
あるため耐摩耗性に優れ、ボディは超硬合金であるため
耐欠損性に優れる。しかし、高価なcBN多結晶焼結体を
用いているのでコストアップが避けられない。また、超
硬合金と異種材料のcBN多結晶焼結体を接合しているた
め、接合強度にも問題があり、ボディによる刃先部の補
強効果（ボディによる刃先部の欠損防止効果）もあまり
期待できない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】超硬合金は、耐摩耗性
材料の中で最も一般的な材料であり、他の耐摩耗性材料
に比べて安価であるが、耐摩耗性と耐欠損性の双方に優
れるものがなく、従って、超硬合金を材料にした半導体
製品加工用切断刃は、早期摩耗又は欠損が生じて短寿命
となる。

【００１０】一方、刃先部をcBN多結晶焼結体で形成し
た特開平7-242982号公報のタイバーカットはコスト高と
なり、ボディによる刃先部の補強が十分でないため、耐
欠損性にも問題がある。

【００１１】従って、本発明の主目的は、耐摩耗性と耐
欠損性を両立させ、さらに経済性やボディによる刃先部
補強効果も高めた半導体製品加工用切断刃とその製造方
法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、刃先部とボデ
ィ部とで組成および機械的特性の異なる超硬合金を接合
することにより上記の目的を達成する。

【００１３】すなわち、本発明半導体製品加工用切断刃
は、下記の超硬合金Aで形成される刃先部と、下記の超
硬合金Bで形成されるボディ部が一体に接合されている
ことを特徴とする。

【００１４】A：重量比でCrの炭化物およびVの炭化物の
少なくとも一方を0.1％以上3％以下、金属結合相を0.2
％以下含み、残部がWC及びW_２Cならびに不純物で構成さ
れ、ビッカース硬度が23.0GPa以上の超硬合金。

【００１５】B：重量比でWCを85％以上95％以下、TiC、
TiCN、TaC、NbC、Mo_２C、VCおよびCr_３C_２の中から選ば
れた物質の少なくとも1種を0.1％以上6％以下含有し、
残部が金属結合相と不純物とで構成され、抗折力が3.0G
Pa以上、ビッカース硬度が15.0GPa以上の超硬合金。

【００１６】ここで、刃先部Aは、X線回折法によるWC結
晶（100）面の回折強度をIwc（100）、WC結晶（101）面
の回折強度をIwc（101）としたときに、Iwc（100）/Iwc
（101）が0.65以上0.9以下で、WC結晶（100）面およびW
C結晶（101）面の回折ピークの半価値幅が0.4以上0.6以
下であることを満たし、金属不純物の合計含有量が500p
pm以下で構成された超硬合金であることが好ましい。

【００１７】さらに刃先部Aは、Vの炭化物を含まない方
がより望ましい。

【００１８】これらの切断刃は、刃先部とボディ部の各
超硬合金の金属結合相の含有量に差がつくようにしてい
る（刃先部側が少ない）。ただし、その差が大きくなる
場合には、刃先部とボディ部との間に超硬合金で形成さ
れる中間層を介在し、その中間層の金属結合相の含有量
を刃先部より多く、ボディ部より少なくすることが好ま
しい。この中間層の結合相量は刃先部からボディ部側に
向かって増加させた構成が望ましい。

【００１９】刃先部の超硬合金中に含まれるWC粒子の平
均粒径は、0.5μm以上であることが望ましい。

【００２０】上記の切断刃は、次のような工程を具える
方法により製造することが好適である。

【００２１】少なくともボディ部用の超硬合金粉末と刃
先部用の超硬合金粉末を黒鉛型に充填する工程。充填し
た粉末に19.5MPa（200kg/cm^２）以上50.0MPa（500kg/cm
^２）以下の圧力を加え、その加圧下で通電して黒鉛型を
1900℃以上2100℃以下に発熱させ、この状態を5分以上1
0分以下保持して黒鉛型内の超硬合金粉末を焼結一体化
する工程。

【００２２】以下、本発明の作用と構成要件の限定理由
を説明する。

【００２３】本発明切断刃は、刃先部をビッカース硬度
の高い超硬合金で、ボディ部を抗折力の高い超硬合金で
各々形成し、その2種類の超硬合金をそれぞれの合金に
含まれる金属結合相を介して一体化させることで耐摩耗
性と耐欠損性を両立させている。

【００２４】刃先部の耐摩耗性は、cBN多結晶焼結体を
用いた特開平7-242982号のタイバーカットの方が勝る
が、このタイバーカットは刃先部とボディ部の接合強
度、つまりはボディによる刃先部の補強に問題がある。
これに対し、この発明の切断刃は、超硬合金の金属結合
相が結びついて抗折力の高いボディ部が刃先部をしっか
り支えるため、耐欠損性が上記のタイバーカットよりも
向上し、耐摩耗性と耐欠損性がバランス良く発揮されて
寿命が延びる。

【００２５】（刃先部）刃先部に安価な超硬合金を用い
ているのでコストも下がる。刃先部は金属結合相がほと
んどなく、耐摩耗性に優れている。刃先部の金属結合相
量を0.2重量％以下としたのは、0.2％を越えると耐摩耗
性が低下するからである。金属結合相としては、Co、N
i、Feなどの鉄族金属が挙げられる。不純物は目的成分
以外の混入物で、具体的にはCo、Ni、Fe、Mo、Ca、Al、
Siなどの元素が挙げられる。例えば、WCを目的成分とし
てその粉末を分析すると、通常、FeやNi等がわずかに混
入している。また、Coを目的成分とした場合も、FeやNi
等が混入されている。従って、例えば金属結合相として
意図的に所定量含有されているNiは不純物ではないが、
目的成分以外として含まれているNiは金属結合相ではな
く不純物となる。この金属結合相と不純物についての考
え方は、後述する超硬合金Bにおいても同様である。

【００２６】刃先部のビッカース硬度を23.0GPa以上と
したのは、同数値に満たない硬度では従来品と差別化で
きるだけの耐摩耗性が得られないためである。ビッカー
ス硬度は高いほど性能が良いため上限を定めていない
が、超硬合金Aのビッカース硬度の上限は27.0GPa程度と
考えられる。

【００２７】刃先部にCr又はVの炭化物を添加すると、I
C封止樹脂に対して、優れた耐摩耗性を発揮し、延命効
果がある。添加量を0.1％以上3％以下に限定したのは、
下限を下回ると耐摩耗性向上の効果がなく、上限を超え
ると耐欠損性が低下するためである。

【００２８】刃先部のX線回折法において、WC結晶（10
0）面の画折強度をIwc（100）、WC結晶（101）面の回折
強度をIwc（101）としたときに、Iwc（100）/Iwc（10
1）が0.65以上0.9以下に限定したのは、下限を下回ると
耐摩耗性が不足し、上限を超えると耐欠損性が低下する
ためである。

【００２９】また、刃先部のWC結晶（100）面およびWC
結晶（101）面の回折ピークの半価幅を0.4以上0.6以下
に限定したのは、下限を下回ると耐摩耗性が不足し、上
限を超えると靭性が低下するためである。

【００３０】さらに、刃先部における金属不純物の合計
含有量は500ppm以下が好ましい。金属不純物としてはC
o、Ni、Fe、Mo、Ca、Alなどが考えられるが、これらの
合計含有量が500ppmを超えると炭化タングステンの粒界
に存在する金属量が多くなり、炭化タングステンの脱落
が促進されるため、耐食性が低下するためである。ここ
での金属不純物は、前述した「不純物」のうち金属のも
のを指す。従って、この金属不純物には金属結合相とし
てのCoやNiなどは含まれない。

【００３１】Vの炭化物を添加すると、耐摩耗性の向上
効果はあるが、耐欠損性において悪影響を及ぼすため、
Crの炭化物のみを添加した方がより望ましい。

【００３２】刃先部のWC粒子の平均粒径が0.5μm未満に
なると、アブレッシブ摩耗以外にWC粒子の脱落により摩
耗が進行する場合があるので、WCの粒径は0.5μm以上に
するのがよい。WC粒子の平均粒径の上限は2μm程度であ
る。この上限を超えると硬度が低下して耐摩耗性が劣化
するためである。

【００３３】（ボディ部）ボディ部（超硬合金B）のWC
含有量は、85％未満では硬さが不足して使用中にボディ
部が座屈し、95％を超えると所望の抗折力が得られず、
突発的な欠損を起こす可能性があるので85％以上95％以
下にした。

【００３４】ボディ部の超硬合金Bには、TiC、TiCN、Ta
C、NbC、Mo_２C、VCおよびCr_３C_２の中から選ばれた物質
の少なくとも1種の硬質相を添加することにより硬度が
高まるのでボディ部の座屈を防止する効果がある。この
場合、添加量が0.1％以下では顕著な効果が現れず、逆
に6％を越えると硬く脆くなって、突発的な欠損の問題
が生じるので、添加量の範囲を限定した。

【００３５】ボディ部では金属結合相量が刃先部に比べ
て多い。刃先部よりも金属結合相量を多くすることで、
抗折力の高いボディ部とし、耐摩耗性に優れる刃先部を
しっかりと保持するためである。ボディ部における金属
結合相もCo、Ni、Feなどの鉄族金属が利用される。

【００３６】ボディ部の抗折力を3.0GPa以上としたの
は、これ未満では突発的な欠損が考えられるからであ
る。また、このボディ部のビッカース硬度を15.0GPa以
上としたのは、使用中の座屈を回避するためである。ボ
ディ部の超硬合金についても、抗折力、ビッカース硬度
は高いほど良いが、超硬合金Bの組成での抗折力の上限
は6.0GPa、ビッカース硬度の上限は20.0GPa程度と考え
られる。

【００３７】（中間層）本発明の切断刃は、上記超硬合
金AとBの組合わせにより、ボディ部の金属結合相含有量
が刃先部の金属結合相含有量よりも多くなって、ボディ
部の熱膨張係数が刃先部のそれより大きくなり、ボディ
部との熱膨張差で刃先部に圧縮残留応力が発現する。そ
のため、刃先部のチッピングが起こり難くなり、これに
よっても耐欠損性が高められる。

【００３８】但し、刃先部とボディ部の金属結合相含有
量の差が10％を越えると、刃先部の圧縮残留応力が大き
くなり過ぎ、寿命に影響しない程度の微少欠陥でも、そ
れが刃先部にあった場合、微小欠陥を起点に切断刃が大
破することがある。そこで、このようなときには刃先部
とボディ部との間に中間層を設ける。この中間層は、刃
先部側からボディ側向かって金属結合相の含有量を増加
させることで熱膨張係数を変化させており、刃先部とボ
ディ部間での熱膨張係数の急変化を防止して刃先部の圧
縮残留応力を実用化レベルまで低減させる効果をもつ。

【００３９】（製造方法）本発明切断刃の製造を通電加
圧焼結法で行うと、刃先部とボディ部の金属結合相が結
びついて各部の超硬合金の接合が強固になされる。通電
加圧装置に原料粉末を充填するのに先だって、原料粉末
の準備工程が必要である。原料粉末の準備は、重量比で
Crの炭化物およびVの炭化物の少なくとも一方を0.1％以
上3％以下、金属結合相を0.2％以下含み、残部がWCおよ
びW_２Cとなる超硬合金Aが得られる原料粉末と、WCを85
％以上95％以下、TiC、TiCN、TaC、NbC、Mo_２C、VCおよ
びCr _３C_２の中から選ばれた物質の少なくとも1種を0.1
％以上6％以下含有し、残部が金属結合相で構成される
超硬合金Bの原料粉末の準備を行う。

【００４０】また、中間層を設ける場合、金属結合相の
含有量を刃先部より多く、ボディ部より少なくした原料
粉末の準備も行い、刃先部とボディ部の各原料粉末の間
に中間層の原料粉末を充填する。通電加圧焼結では、中
間層の金属結合相の量を厚み方向に変化させるのも容易
である。例えば、中間層を多層構造にして各層の超硬合
金粉末の金属結合相量を変えることにより傾斜組成の中
間層を形成できる。傾斜組成は段階的な傾斜であっても
連続的な傾斜であってもいずれでも良い。中間層を多層
にした場合、各層の厚みを薄くして積層数を増やすこと
で実質的に連続的な傾斜組成を実現できる。

【００４１】この方法での黒鉛パンチによる加圧力が1
9.5MPa未満では、超硬合金にポア（いわゆる巣）が発生
し易く、逆に50.0MPaを超えると黒鉛型が破損し易く、
経済的ではない。

【００４２】また、焼結温度が1900℃未満では超硬合金
の緻密化が充分でなく、2100℃を越えると金属結合相が
溶出するので好ましくない。

【００４３】焼結温度の保持時間も5分未満では各部の
超硬合金の均一焼成ができず、10分を越えると各部の超
硬合金の組成の均一化が起こり、所望の特性を得ること
ができなくなる。以上の理由から、加圧力、焼結温度、
保持時間に限定を加えた。

【００４４】（切断刃の適用対象）本発明切断刃はタイ
バーカットなど、ICを樹脂封止した半導体製品の加工に
好適である。例えば、半導体を樹脂で封止した後に、樹
脂の入り口部にできたバリをプレス加工で除去する場合
に利用される。切断対象となる半導体封止樹脂の具体例
としては、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、切断
対象となる金属材料としては、銅製リードフレームが挙
げられる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1、図2は本発明の切断刃の部分断面図である。
図１の切断刃は、刃先部1とボディ部２の２種類の超硬
合金からなる。図２の切断刃は、刃先部1、ボディ部2、
中間層3からなる3種類の超硬合金で構成される。いずれ
の構成においても、各超硬合金は焼結によって一体化さ
れている。刃先部1は前述した超硬合金Aで構成され、ボ
ディ部2は前述の超硬合金Bで構成される。

【００４６】図2の切断刃の中間層3を構成する超硬合金
は、金属結合相の含有量が刃先部1側からボディ部2側に
行くにつれて増加し、刃先部1との接合部は刃先部1の超
硬合金に近似した組成、ボディ部2との接合部はボディ
部2の超硬合金に近似した組成になっている。この中間
層2は、単層構造、多層構造のどちらであってもよい。

【００４７】刃先部1の厚みは、切断するリードフレー
ムもしくはIC封止樹脂の厚みよりも2mm程度大きくして
おくことが好ましい。ボディ部2は、ホルダ（図示せ
ず）への取付けを安定して行える厚みにする必要があ
る。中間層3の厚みは1mm〜10mmぐらいが好ましい。従っ
て、一般的には「中間層厚み＜ボディ部厚み」、「刃先
部厚み＜ボディ部厚み」の関係が成立する。

【００４８】次に、上記切断刃を得るための通電加圧焼
結装置を説明する。図3は、この通電加圧装置を示す概
略図である。黒鉛ブロック5の上部には黒鉛型4が支持さ
れている。黒鉛型4は、側壁となる外枠4aと、抜き取り
自在の底蓋4bとから成る。この黒鉛型4内にボディ部用
超硬合金Bの粉末、中間層用超硬合金Cの粉末（これは省
く場合がある）、刃先部用超硬合金Aの粉末を順に充填
し、黒鉛パンチ6で所定の圧力を加える。そして、その
加圧下で電源9から電極7、8を介して黒鉛型4及び黒鉛パ
ンチ6に通電し、所定の温度を所定時間保持して各部の
超硬合金粉末を一体に焼結する。黒鉛型の温度は黒鉛パ
ンチ6が外枠4aの上部に露出してすぐの位置10で測定し
た。

【００４９】（試験例1）表1、2に示す組成の超硬合金
粉末を準備し、ボディ部用、刃先部用又はボディ部用、
中間層用、刃先部用の順に超硬合金粉末を黒鉛型に充填
する。次に、黒鉛パンチにより40MPa(400kg/cm^２)の圧
力を加えて、その加圧下で黒鉛型及び黒鉛パンチに通電
して黒鉛型を2000℃に発熱させ、その状態を7分間保持
して、サンプル1〜20を得た。刃先部については、超硬
合金粉末として混合する前に予め目的成分ごとの金属不
純物量を測定し、それら不純物の合計含有量も求めた。

【００５０】また、従来品として、表３に示すように、
WC粒度、結合相Co含有量の異なる超硬合金4種類（イ、
ロ、ハ、ニ）を準備した。従来品の製造条件は前記サン
プル1〜20の製造条件と同一である。

【００５１】得られたサンプルと従来品について抗折力
とビッカース硬度の測定を行った。また、X線回折法に
より、WC結晶（100）面の回折強度をIwc（100）、WC結
晶（101）面の回折強度をIwc（101）としたときのIwc
（100）/Iwc（101）と、WC結晶（100）面およびWC結晶
（101）面の回折ピークの半価幅も求めた。これらの測
定結果も表1〜3に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】次にサンプル1〜20及び従来品を用いて、
回転するIC封止樹脂材料に荷重を加えながら試験片を接
触させる耐摩耗試験を行った。この試験は、樹脂材料：
エポキシ樹脂（直径φ20mm）、回転数：150rpm.、荷
重：98N（10kgf）、滑り距離500m（時間：約53分）にお
ける摩耗量を測定することで行った。摩耗量は、試験片
にできた凹み部分の断面積の平均値とした。結果を表4
に示す。

【００５６】

【表４】

【００５７】本発明実施例であるサンフ゜ル3、4、6、9、1
6、19、20はいずれも従来品に比べて高い耐摩耗性を具
えていることがわかる。

【００５８】（試験例2）試験例1のサンプル20種類およ
び従来品4種類を用いて0.5mm厚の銅製のリードフレーム
をICパッケージのレジン（エポキシ樹脂）と共に切断
し、寿命までの切断回数を調べた。銅製リードフレーム
の厚さは0.5mm、レジンの厚さは0.3mm、で、先端がシャ
ープエッジ形状の工具を用いてリードフレームが切断さ
れる程度のプレス圧力を加えることで切断を行った。こ
の場合の寿命判定は、切断刃の欠損もしくは摩耗により
切断したレジンに0.1mmのバリが発生した時点とした。
試験結果を表5に示す。

【００５９】

【表5】

【００６０】表5を表4の結果と併せて見れば、サンフ゜ル3、
4、6、9、16、19、20が耐摩耗性と耐欠損性をバランス良く両
立して長寿命であることがわかる。ボディ部の硬度また
は抗折力が小さく、かつ中間層のないサンフ゜ル1、2、5はい
ずれも欠損を生じている。ボディ部にWCが少なく硬度の
低いサンフ゜ル7、8は座屈を生じている。

【００６１】（試験例3）刃先部、ボディ部の材料とし
て、試験例1のサンプル3と同一組成の超硬合金粉末を用
い、試験例1で採用した通電加圧焼結法における加圧
力、焼結温度、その温度の保持時間を表6のように変化
させて同表に示すサンプル18〜30を得た。得られたサン
プルの刃先部とボディ部の抗折力およびビッカース硬度
を測定した。測定結果も表6に示す。

【００６２】

【表６】

【００６３】表６に示すように、通電加圧焼結時の圧力
が低すぎるサンフ゜ル21は十分な硬度が得られず、圧力が高
すぎるサンフ゜ル22は黒鉛型が破損した。また、焼結温度の
低いサンフ゜ル25、焼結温度が高いサンフ゜ル26、保持時間の短い
サンフ゜ル29、保持時間の長いサンフ゜ル30も十分な抗折力や硬度
が得られなかった。

【００６４】

【発明の効果】この発明の切断刃は、特性の異なる超硬
合金を刃先部とボディ部とで使い分け、その2種類の超
硬合金を共通の金属結合相を介して一体に接合すること
により、耐摩耗性に優れる反面、抗折力に問題のある刃
先部の超硬合金を抗折力に優れるボディ部の超硬合金で
しっかりと支えて耐摩耗性と耐欠損性を両立できる。従
って、従来品に比べて寿命が大巾に向上する。

【００６５】切断刃の構成材料が全て超硬合金であるの
で経済性にも優れる。

【００６６】刃先部とボディ部間に中間層を介在したも
のは、熱膨張係数差による刃先部の圧縮残留応力を適正
レベルに制御できる。

【００６７】刃先部のWC粒子の粒径を0.5μm以上にした
ものはWC粒子の脱落が防止されて耐摩耗性がより良くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明切断刃の断面図である。

【図２】中間層を設けた本発明切断刃の断面図である。

【図３】本発明切断刃の製造に用いる通電加圧焼結装置
の概略図である。

【符号の説明】

1 刃先部 2 ボディ部 3 中間層 4 黒鉛型 4a 外枠 4b 底蓋 5 黒鉛ブロック 6 黒鉛パンチ 7、8 電極 9 電源 10 温度測定位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｃ 29/02 Ｃ２２Ｃ 29/02 Ｅ 29/08 29/08 // Ｂ２１Ｄ 28/00 Ｂ２１Ｄ 28/00 Ｂ (72)発明者都築克典兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内Ｆターム(参考） 4E048 AB01 4K018 AB02 AC01 AD03 AD06 BA04 BA11 BB04 DA25 JA02 JA38 KA15 KA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の超硬合金Aで形成される刃先部
と、下記の超硬合金Bで形成されるボディ部とが一体に
接合されてなることを特徴とする半導体製品加工用切断
刃。 A：重量比でCrの炭化物およびVの炭化物の少なくとも一
方を0.1％以上3％以下、金属結合相を0.2％以下含み、
残部がWCおよびW_２Cならびに不純物とで構成され、かつ
ビッカース硬度が23.0GPa以上の超硬合金。 B：重量比でWCを85％以上95％以下、TiC、TiCN、TaC、N
bC、Mo_２C、VCおよびCr_３C_２の中から選ばれた物質の少
なくとも1種を0.1％以上6％以下含有し、残部がCoおよ
びNiの少なくとも一方を含有する金属結合相と不純物と
で構成され、抗折力が3.0GPa以上、ビッカース硬度が1
5.0GPa以上の超硬合金。
【請求項２】刃先部Aが、Vの炭化物を含まないことを
特徴とする請求項1に記載の半導体製品加工用切断刃。
【請求項３】刃先部Aが、X線回折法によるWC結晶（10
0）面の回折強度をIwc（100）、WC結晶（101）面の回折
強度をIwc（101）としたときに、Iwc（100）/Iwc（10
1）が0.65以上0.9以下で、 WC結晶（100）面およびWC結晶（101）面の回折ピークの
半価幅が0.4以上0.6以下であり、金属不純物の合計含有量が500ppm以下であることを特徴
とする請求項1又は2に記載の半導体製品加工用切断刃。
【請求項４】刃先部とボディ部との間に超硬合金で形
成される中間層を介在し、その中間層の金属結合相の含
有量を刃先部より多く、ボディ部より少なくしたことを
特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体製品
加工用切断刃。
【請求項５】中間層における結合相の含有量を、刃先
部からボディ部側に向かって増加させたことを特徴とす
る請求項4に記載の半導体製品加工用切断刃。
【請求項６】刃先部とボディ部との金属結合相の含有
量の差が10重量％以上であることを特徴とする請求項4
に記載の半導体製品加工用切断刃。
【請求項７】刃先部の超硬合金中に含まれるWC粒子の
平均粒径が0.5μm以上であることを特徴とする請求項1
から6のいずれかに記載の半導体製品加工用切断刃。
【請求項８】少なくともボディ部用の超硬合金粉末と
刃先部用の超硬合金粉末とを黒鉛型へ充填する工程と、充填した粉末に19.5MPa以上50.0MPa以下の圧力を加え、
その加圧下で通電して黒鉛型を1900℃以上2100℃以下に
発熱させ、この状態を5分以上10分以下保持して黒鉛型
内の超硬合金粉末を焼結一体化する工程と具えることを
特徴とする半導体製品加工用切断刃の製造方法。
【請求項９】さらに中間層用の超硬合金粉末をボディ
部用超硬合金粉末と刃先部用超硬合金粉末との間に充填
することを特徴とする請求項8に記載の半導体製品加工
用切断刃の製造方法。