JP2007118122A

JP2007118122A - 電鋳薄刃砥石

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Publication number: JP2007118122A
Application number: JP2005312519A
Authority: JP
Inventors: Akira Nakabayashi; 明中林; Wataru Matsumoto; 渉松本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】刃部を薄刃化しても十分な剛性を確保することができ、しかも切れ味に優れて切断面を平滑とすることができ、さらには長寿命化を図ることが可能な電鋳薄刃砥石を提供する。
【解決手段】金属めっき相２Ａ〜２Ｃに砥粒３を分散してなる薄刃砥粒層１を備え、この薄刃砥粒層１は、薄刃砥粒層１の層厚方向に積層された第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃを有していて、このうち層厚方向中央に配置される第２の砥粒層１Ｂにおいては、層厚方向両端に配置される第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃよりも、金属めっき相２Ｂが高硬度とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体チップ等の電子部品の超精密加工などに用いられる電鋳薄刃砥石に関するものである。

従来、このような超精密加工に用いられる極薄刃砥石としては、例えば特許文献１に記載されているように、ＮｉやＣｏあるいはこれらの合金からなる金属めっき相中に、ダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒を分散して形成された厚さ１５〜数百μｍの輪環薄板状の砥粒層よりなる刃部を有するものが提案されており、特にウェハからチップを切り出す切断分割用としては厚さ５０μｍ以下の極薄のものも提案されている。このような極薄刃砥石は、これが上述のような輪環薄状の砥粒層のみからなる場合には、その両側面が一対の取付用フランジ間によって挟まれた上で、加工装置の主軸にナットで固定されて使用に供される。なお、この特許文献１には、耐食性の向上を目的として上記金属めっき相を非晶質合金とすることが記載されている。
特公平８−１８２５５号公報

ところで、このような極薄刃砥石に対しては、チップ等の電子部品の微細化や超精密化あるいは収率向上などの理由から、その刃部のさらなる薄刃化が求められ、剛性の向上が必要とされている。ところが、例えば上記金属めっき相を高硬度化するなどして単に刃部の剛性を高めただけでは、砥粒が脱落し難くなって自生発刃が損なわれ、切れ味の低下やチッピングの増大、切断面粗さの劣化などの問題を招く結果となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、刃部を薄刃化しても十分な剛性を確保することができ、しかも切れ味に優れて切断面を平滑とすることができ、さらには長寿命化を図ることが可能な電鋳薄刃砥石を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、金属めっき相に砥粒を分散してなる薄刃砥粒層を備え、この薄刃砥粒層は、該薄刃砥粒層の層厚方向に積層された第１〜第３の砥粒層を有していて、このうち上記層厚方向中央に配置される第２の砥粒層においては、該層厚方向両端に配置される第１、第３の砥粒層よりも、上記金属めっき相が高硬度であることを特徴とする。

このような電鋳薄刃砥石では、金属めっき相が高硬度とされた層厚方向中央の第２の砥粒層により薄刃砥粒層全体の剛性を確保することができる一方、これに対して金属めっき相が軟らかくされた層厚方向両端の第１、第３の砥粒層では自生発刃が促進されることにより、優れた切れ味を得ることができるとともに切断面等の研磨作用が奏されて平滑化を図ることができ、またチッピングも抑制される。さらに、第２の砥粒層の高硬度の金属めっき相によって薄刃砥粒層全体の径方向の摩耗も抑制されるため、電鋳薄刃砥石としての寿命の延長を促すことも可能となる。

従って、上記構成の電鋳薄刃砥石によれば、近年のチップ等の電子部品の微細化等に応じて刃部をさらに薄刃化しても、切れ味や切断面粗さの劣化、チッピングの増大などを招くことなく、薄刃砥粒層の剛性を確保することができ、これにより、切断された電子部品に高い品質を維持しつつも安定した切断等の超精密加工を図ることができる。

ここで、上記第２の砥粒層においては、上記第１、第３の砥粒層よりも、金属めっき相に分散される砥粒の平均粒径が大きくされるのが望ましく、こうして第２の砥粒層における砥粒の平均粒径を大きくすることで、この第２の砥粒層をより確実に高硬度として、一層の剛性確保を図るとともに砥粒の脱落を抑えて電鋳薄刃砥石のさらなる長寿命化を図ることができる。その一方で、層厚方向両端の第１、第３の砥粒層では相対的に砥粒の平均粒径が小さくなることにより、自生発刃をさらに確実に促進して切れ味や切断面粗さの向上およびチッピングの抑制を図ることが可能となる。

また、この種の電鋳薄刃砥石では、金属めっき相としてＮｉめっき相を用いることが知られているが、このような場合において、本発明では、上記第１、第３の砥粒層の上記金属めっき相をＮｉめっき相とするとともに、上記第２の砥粒層の金属めっき相はＮｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相とし、これらの金属めっき相を析出させて第１〜第３の砥粒層を積層した上記薄刃砥粒層に、例えば３００〜６００℃で１〜２時間程度の熱処理を施すのが望ましい。

すなわち、上記Ｎｉめっき相は、このような熱処理を施すことにより軟化して析出時の硬度よりも低硬度となるのに対し、Ｎｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相は逆に熱処理によって硬化して高硬度となる。従って、金属めっき相の析出によってこれら第１〜第３の砥粒層を順次積層した一体の薄刃砥粒層に上述のような熱処理を施すことにより、層厚方向両端の第１、第３の砥粒層に対して中央の第２の砥粒層の金属めっき相が高硬度とされた上記構成の電鋳薄刃砥石を確実に得ることができる。

図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態の電鋳薄刃砥石は図１に示すように軸線Ｏを中心とした円環形で厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度の薄肉板状をなし、それ自体が図２に示すような薄刃砥粒層１によって形成されていて、その内径部が切断装置の主軸に取り付けられて上記軸線Ｏ回りに回転されつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、この薄刃砥粒層１の外周縁部、すなわち上記厚さと等しい極小さな幅の外周面と、両側面の外周側、およびこれら外周面と両側面とが交差する円周状の両エッジ部とによって、例えば半導体チップ等の電子部品の切断や溝入れなどの超精密加工に使用される。

この薄刃砥粒層１は、図２に示すようにその層厚方向（図１において図面に直交する方向、図２においては左右方向。すなわち、軸線Ｏ方向。）に順次積層されて一体化された第１〜第３の３層の砥粒層１Ａ〜１Ｃによって構成されており、これらの砥粒層１Ａ〜１Ｃは、いずれも金属めっき相２Ａ〜２ＣにダイヤモンドやｃＢＮ等の砥粒（超砥粒）３をそれぞれの層において均一に分散して形成されている。そして、これらの金属めっき相２Ａ〜２Ｃは、上記層厚方向中央に配置される第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂの硬度が、この第２の砥粒層１Ｂを挟むように層厚方向両端に配置される第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃの硬度よりも、高硬度となるようにされている。

さらに、本実施形態では、上記第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２ＣはＮｉめっき相であるとともに、上記第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２ＢはＮｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相であり、しかもこれら第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃは、上記砥粒３を取り込みながら金属めっき相２Ａ〜２Ｃを順次析出させることにより層厚方向に当該第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃを積層して形成された上記薄刃砥粒層１に、熱処理が施されたものとされている。なお、第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃには、サッカリン等の添加剤が添加されていてもよい。

より具体的に、このような添加剤が添加されたＮｉめっき相とＮｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相とは、析出状態ではその硬度がＨｖ５００〜７００で略同程度であるのに対し、例えば３００〜６００℃で１〜２時間の熱処理を施すことにより、第１、第３の砥粒層１Ａ，１ＣのＮｉめっき相の硬度はＨｖ２００〜４００程度に軟化して低硬度とされる一方、第２の砥粒層１ＢのＮｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相の硬度はＨｖ１０００〜１１００程度にまで硬化して、上述のようにこの第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂが第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃに対して高硬度とされている。

ここで、これら第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃの層厚は、第２の砥粒層１Ｂが第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃよりも厚くされており、また第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃ同士の層厚は互いに等しくされている。また、これら第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃの金属めっき相２Ａ〜２Ｃに分散される上記砥粒３は、互いに同種のものとされ、ただしその平均粒径は第２の砥粒層１Ｂの砥粒が第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの砥粒よりも大きく、第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃ同士では互いに等しい平均粒径とされている。

なお、このような電鋳薄刃砥石は、それぞれ第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃに応じた平均粒径の砥粒３を分散したＮｉめっき液とＮｉ−Ｐめっき液またはＮｉ−Ｗめっき液とにステンレス等の金属台金を順次浸漬して通電することにより、この台金表面に上述のように第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃを積層して薄刃砥粒層１を形成し、これを台金から剥離した後に成型して上述のような熱処理を施すことにより製造することができる。また、台金をハブに代えて薄刃砥粒層１を剥離することなく成型、熱処理し、第１または第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの層厚方向外側にハブが固着されたハブ付きの電鋳薄刃砥石として製造することもできる。

このように構成された電鋳薄刃砥石では、上記層厚方向の中央に配された第２の砥粒層１Ｂが、層厚方向両端の第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃよりも高硬度の金属めっき相２Ｂに砥粒３を分散したものであるので、薄刃砥粒層１の層厚をより小さく設定し、すなわち薄刃化しても、該薄刃砥粒層１に高い剛性を確保することができ、これにより切断や溝入れの際の当該電鋳薄刃砥石の直進性を維持することが可能となるとともに、刃先の暴れを抑えてカーフ幅を刃の厚さに近づけることができる。また、こうして高硬度の金属めっき相２Ｂを備えた第２の砥粒層１Ｂが層厚方向中央に配されることにより、層厚方向両端の第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの含めた薄刃砥粒層１の径方向の摩耗を抑制することができ、砥石寿命の延長を図ることも可能となる。

その一方で、この薄刃砥粒層１における層厚方向両端には、第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂよりも低硬度の金属めっき相２Ａ，２Ｃに砥粒３を分散した第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃが積層されて設けられているので、該第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃにおいては砥粒３の適度な脱落により自生発刃を促すことができ、これにより鋭い切れ味を安定して維持することができるとともにチッピングを抑制することが可能となり、さらにかかる第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃが電子部品等の切断面や溝壁面に摺接することにより研磨作用が奏されるため、これら切断面や溝壁面の平滑化を図ることができる。従って、上記構成の電鋳薄刃砥石によれば、切れ味や切断面粗さの劣化、チッピングの増大などを招くことなく、切刃すなわち薄刃砥粒層１の一層の薄刃化を図ることができ、チップ等の電子部品の微細化等にも確実に対応して、高品質かつ高精度の超精密加工を安定して行うことが可能となる。

また、本実施形態の電鋳薄刃砥石では、このように高硬度の第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂに分散される砥粒３の平均粒径が、これに対して低硬度の第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃに分散される砥粒３の平均粒径よりも大きくされており、これにより第２の砥粒層１Ｂ全体としても確実に第１、第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃより高硬度として、さらなる剛性の確保と耐摩耗性の向上による電鋳薄刃砥石の長寿命化を図ることができる。その一方で、これに比べて平均粒径の小さい砥粒３が金属めっき相２Ａ，２Ｃに分散された第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃでは自生発刃を一層確実に促すことができて、薄刃砥粒層１の切れ味や切断面粗さをさらに向上させることができるとともにチッピングも効果的に抑制することが可能となる。

一方、本実施形態では、上述のように層厚方向中央の第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂを両端の第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃより高硬度とするのに際して、これら第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２ＣをＮｉめっき相とするとともに上記第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２ＢをＮｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相とし、上記砥粒３を取り込みつつこれらの金属めっき相２Ａ〜２Ｃを析出させて第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃを積層した薄刃砥粒層１に上述のような熱処理を施している。そして、こうして熱処理が施された薄刃砥粒層１においては、第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂが硬化して上述のようにより高硬度とされる一方、第１、第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃは軟化してより低硬度となるので、上述の効果を一層確実に奏功することが可能となる。

また、本実施形態では、このように金属めっき相２Ａ，２Ｃを析出させて第１，第３の砥粒層１Ａ，１Ｃを積層する際に、これらの金属めっき相２Ａ，２Ｃを構成するＮｉめっき相に添加剤を添加して析出状態の金属めっき相２Ａ，２Ｃの硬度を調整しており、すなわちこれら金属めっき相２Ａ，２Ｃの硬度とＮｉ−Ｐめっき相よりなる金属めっき相２Ｂとが上述のような範囲で略同等となるようにされており、これに熱処理を施すことで硬度差が生じるようにされている。従って、特に上述のように第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃを積層した薄刃砥粒層１を台金から剥離して熱処理する場合に、この台金からの剥離の際に各砥粒層１Ａ，１Ｂ，１Ｃ間で剥がれが生じたりするのを避けることができ、取り扱いが容易であるという利点も得られる。

ただし、本実施形態ではこのように第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃに上述のような添加剤を添加して析出させるとともに、第１〜第３の砥粒層１Ａ〜１Ｃに熱処理を施しているが、例えば金属めっき相２Ａ，２Ｃは、添加剤を含まない場合は析出状態でその硬度がＨｖ２００〜２５０であって、上述のような熱処理が施されてもその硬度はやや低下する程度であるため、第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃに添加剤が添加されていなくても、熱処理後の第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂを第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっ相２Ａ，２Ｃより高硬度とすることができる。また、このように第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっき相２Ａ，２Ｃが添加剤を含まない場合には、その析出状態の硬度は上述のようにＨｖ２００〜２５０であるのに対し、第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂは析出状態での硬度がＨｖ５００〜７００であるので、この場合には熱処理を施さなくても第２の砥粒層１Ｂの金属めっき相２Ｂを第１、第３の砥粒層１Ａ，１Ｃの金属めっ相２Ａ，２Ｃより高硬度とすることが可能となる。

以下、本発明の極薄刃砥石について、より具体的な実施例により説明する。本実施例ではまず、平均粒径５μｍのダイヤモンド超砥粒を分散したスルファミン酸Ｎｉ：４５０ｇ／Ｌ、塩化Ｎｉ：１５ｇ／Ｌ、硼酸：４５ｇ／Ｌで、さらに添加剤として日本化学産業株式会社製ＮＳＦＨ−２を１０ｍＬ／Ｌ添加した、ｐＨ４．５、５０℃の電気Ｎｉ電鋳めっき液に、直径１５０ｍｍのステンレス製台金を浸漬して５Ａ／ｄｍ^２で通電することにより、この台金表面に上記砥粒を分散しつつＮｉめっき相（添加剤入り）を析出させて、厚さ１５μｍの第１の砥粒層を形成した。

次いで、この第１の砥粒層が形成された台金を、上記と同じく平均粒径５μｍのダイヤモンド超砥粒を分散した硫酸Ｎｉ：２５０ｇ／Ｌ、塩化Ｎｉ：３０ｇ／Ｌ、亜燐酸：２０ｇ／Ｌ、硼酸：４５ｇ／ＬのｐＨ２．５、７０℃の電気Ｎｉ−Ｐ電鋳めっき液に浸漬して５Ａ／ｄｍ^２で通電し、上記第１の砥粒層の上に連続して上記砥粒を分散しつつＮｉ−Ｐめっき相を析出させ、厚さ３０μｍの第２の砥粒層を積層形成した。なお、この第２の砥粒層のＮｉ−Ｐめっき相におけるＰ含有量は１３wt％であった。

さらに、こうして第１、第２の砥粒層が積層された台金を、再び第１の砥粒層を形成した際の電気Ｎｉ電鋳めっき液に浸漬し、同じ条件で第２の砥粒層の上に連続して砥粒を分散しつつＮｉめっき相（添加剤入り）を析出させ、厚さ１５μｍの第３の砥粒層を形成して、合わせて厚さ６０μｍ（第１、第３の砥粒層１５μｍ、第２の砥粒層３０μｍ）の薄刃砥粒層を形成した。なお、こうして金属めっき相が析出した状態での第１、第３の砥粒層のＮｉめっき相と第２の砥粒層のＮｉ−Ｐめっき相とは、その硬度が約Ｈｖ６５０で略等しいものであった。

次いで、この薄刃砥粒層を台金から剥離して台金側の面（第１の砥粒層の層厚方向外側面）をエッチングし、さらに両側面をラッピングしてダイヤモンド超砥粒の目出しを行い５０μｍの厚さとした後、外径７５ｍｍ、内径４０ｍｍに成型した。そして、この薄刃砥粒層を還元雰囲気中で４００℃、１時間加熱して熱処理を行い、第１、第３の砥粒層の金属めっき相（Ｎｉめっき相）の硬度が約Ｈｖ３００に対して第２の砥粒層の金属めっき相（Ｎｉ−Ｐめっき相）の硬度が約Ｈｖ１０００とされた本発明に係る３層の電鋳薄刃砥石を得た。これを実施例１とする。なお、第１〜第３の砥粒層におけるダイヤモンド超砥粒の集中度は２６％であった。

また、この実施例１と第１、第３の砥粒層を形成する条件は同じとして、第２の砥粒層を形成する際に、先に第１の砥粒層が形成された台金を、平均粒径１０μｍのダイヤモンド超砥粒を分散した硫酸Ｎｉ：３０ｇ／Ｌ、タングステン酸ナトリウム：１００ｇ／Ｌ、クエン酸ナトリウム：５０ｇ／Ｌ、ｐＨ４．５、８０℃の電気Ｎｉ−Ｗ電鋳めっき液に浸漬して５Ａ／ｄｍ^２で通電することにより、上記砥粒を分散しつつＮｉ−Ｗめっき相を析出させて厚さ３０μｍの第２の砥粒層を積層した薄刃砥粒層を形成し、これを台金から剥離して実施例１と同様に成型、熱処理して、第１、第３の砥粒層の金属めっき相（Ｎｉめっき相）の硬度が約Ｈｖ３００に対して第２の砥粒層の金属めっき相（Ｎｉ−Ｗめっき相）の硬度が約Ｈｖ１１００とされた本発明に係る３層の電鋳薄刃砥石を得た。これを実施例２とする。

なお、この実施例２においては、金属めっき相が析出した状態で、第１、第３の砥粒層のＮｉめっき相の硬度は実施例１と同じく約Ｈｖ６５０であり、第２の砥粒層のＮｉ−Ｗめっき相の硬度は約Ｈｖ７００であった。また、第２の砥粒層におけるＮｉ−Ｗめっき相のＷ含有量は４０wt％であった。さらに、第１〜第３の砥粒層におけるダイヤモンド超砥粒の集中度は実施例１と同じである。

一方、これら実施例１、２に対する比較例として、まず上記第１の砥粒層を形成する際の条件と同じまま、その厚さを６０μｍまで厚くして薄刃砥粒層を形成し、これを台金から剥離して台金側の面をエッチングした後にラッピングにより５０μｍの厚さとし、さらに外径７５ｍｍ、内径４０ｍｍに成型して、Ｎｉめっき相（添加剤あり）に平均粒径５μｍのダイヤモンド超砥粒が分散された単層の薄刃砥粒層よりなる電鋳薄刃砥石を製造した。なお、熱処理は施されておらず、従ってその金属めっき相（Ｎｉめっき相）の硬度は約Ｈｖ６５０のままである。これを比較例１とする。

また、実施例２における第２の砥粒層を形成する際の電気Ｎｉ−Ｗ電鋳めっき液に、第１の砥粒層が形成されていない直径１５０ｍｍのステンレス製台金を浸漬して５Ａ／ｄｍ^２で通電することにより、その表面に平均粒径１０μｍのダイヤモンド超砥粒を分散しつつＮｉ−Ｗめっき相を析出させて厚さ６０μｍの単層の薄刃砥粒層を形成した。これを剥離して台金側の面をエッチングした後に、ラッピングおよび成型により厚さ５０μｍ、外径７５ｍｍ、内径４０ｍｍとし、さらに還元雰囲気中で４００℃、１時間加熱して熱処理することにより、硬度約Ｈｖ１１００の金属めっき相（Ｗ含有量４０wt％のＮｉ−Ｗめっき相）に平均粒径１０μｍのダイヤモンド超砥粒が分散された単層の薄刃砥粒層よりなる電鋳薄刃砥石を製造した。これを比較例２とする。

さらに、比較例３として、電気Ｎｉ電鋳めっき液に分散するダイヤモンド超砥粒の平均粒径を１０μｍとした以外は、比較例１と同様の条件で単層の薄刃砥粒層よりなる電鋳薄刃砥石を製造した。従って、そのＮｉめっき相（添加剤あり）の硬度は約Ｈｖ６５０である。なお、これら比較例１〜３においても、それぞれ単層の各薄刃砥粒層におけるダイヤモンド超砥粒の集中度は実施例１、２と同じである。

そして、これら実施例１、２および比較例１〜３の電鋳薄刃砥石により、まずドレッシングを行い、その際の径方向のドレス摩耗量を測定した。この結果を次表１に示す。ただし、ドレス条件は、カットモード：ダウンカット、主軸回転数：１５０００（１／ｍｉｎ）、送り速度：２００ｍｍ／ｍｉｎ、切込み：１ｍｍ、切断ライン数：１０本（１本当たりの切断長１００ｍｍ）であり、使用ドレッサープレートは三菱マテリアル株式会社製ＷＡ８００Ｇであった。

この表１の結果より、本発明に係る実施例１、２および高硬度のＮｉ−Ｗめっき相に平均粒径１０μｍの大径のダイヤモンド超砥粒を分散した比較例２では、硬度の低いＮｉめっき相にダイヤモンド超砥粒を分散した比較例１、３よりも摩耗量が大幅に少なく、すなわち寿命が長いことが分かる。また、実施例１、２の間では、Ｎｉ−ＰとＮｉ−Ｗでめっき相の違いはあるものの、高硬度の第２の砥粒層に分散されたダイヤモンド超砥粒の平均粒径が第１、第３の砥粒層におけるダイヤモンド超砥粒の平均粒径よりも大きくされた実施例２の方が、より摩耗量が少なくて長寿命であることが分かる。

次に、これら実施例１、２および比較例１〜３の電鋳薄刃砥石により、アルチック（ＡｌＴｉＣ）とカーボンとを積層したワークの切断（溝入れ）を行い、その際の最大カーフ幅、最大チッピング量、および切断面の表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１−２００１における算術平均高さＲａ）を測定した。この結果をそれぞれ表２〜表４に示す。ただし、切断加工条件は、カットモード：ダウンカット、主軸回転数：１８０００（１／ｍｉｎ）、送り速度：８０ｍｍ／ｍｉｎ、切込み：０．９ｍｍ（アルチック０．８ｍｍ、カーボン０．１ｍｍ）、切断ライン数：１０本（１本当たりの切断長１００ｍｍ）、ピッチ０．５ｍｍであった。

このうち、まず表２の結果より、薄刃砥粒層の剛性が確保された実施例１、２および比較例２によるカーフ幅が電鋳薄刃砥石の刃厚（５０μｍ）に近く、すなわち刃先の振れが小さいことが分かる。これに対して薄刃砥粒層の硬度が低い比較例１、３では刃先が暴れてカーフ幅が拡がる結果となった。

一方、表３の結果からは、ドレス摩耗量やカーフ幅が小さかった比較例２でチッピングが最大となっていた。これは、ダイヤモンド超砥粒が分散されたＮｉ−Ｗめっき相の硬度が高いため、摩耗した砥粒が脱落せずに自生発刃が生じ難く、切れ味が損なわれた結果である。また、ダイヤモンド超砥粒の平均粒径が大きい比較例３でも同様にチッピングが大きくなる傾向が認められた。これに対して、同じ高硬度のＮｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相にダイヤモンド超砥粒を分散した第２の砥粒層を有する実施例１、２では、ワークの切断面（溝壁面）に接する第１、第３の砥粒層が低硬度のＮｉめっき相に平均粒径の小さいダイヤモンド超砥粒を分散したものであるため、当たりが軟らかいのは勿論、これら第１、第３の砥粒層でダイヤモンド超砥粒の自生発刃が促された結果、鋭い切れ味が維持され、チッピングを極小さく抑制することが可能であった。

これは、表４の結果からも明らかであり、すなわちワークの切断面に接する第１、第３の砥粒層においてダイヤモンド超砥粒の自生発刃が促進されやすい実施例１、２が、比較例２、３よりも平滑な切断面を形成していることが分かる。従って、これら表１〜表４の結果より、本発明に係る実施例１、２によれば、薄刃化しても高精度かつ高品位の加工が可能であって、しかも寿命が長く、電子部品等の微細化にも十分に対応し得る総合的に高性能な電鋳薄刃砥石が得られていることが分かる。

本発明の一実施形態を示す電鋳薄刃砥石の側面図である。図１に示す実施形態の薄刃砥粒層１の外周縁部の拡大断面図である。

符号の説明

１薄刃砥粒層
１Ａ第１の砥粒層
１Ｂ第２の砥粒層
１Ｃ第３の砥粒層
２Ａ〜２Ｃ金属めっき相
３砥粒

Claims

金属めっき相に砥粒を分散してなる薄刃砥粒層を備え、この薄刃砥粒層は、該薄刃砥粒層の層厚方向に積層された第１〜第３の砥粒層を有していて、このうち上記層厚方向中央に配置される第２の砥粒層においては、該層厚方向両端に配置される第１、第３の砥粒層よりも、上記金属めっき相が高硬度であることを特徴とする電鋳薄刃砥石。
上記第２の砥粒層においては、上記第１、第３の砥粒層よりも、上記金属めっき相に分散される上記砥粒の平均粒径が大きくされていることを特徴とする請求項１に記載の電鋳薄刃砥石。
上記第１、第３の砥粒層の金属めっき相がＮｉめっき相であるとともに、上記第２の砥粒層の金属めっき相がＮｉ−Ｐめっき相またはＮｉ−Ｗめっき相であり、これらの金属めっき相を析出させて上記第１〜第３の砥粒層を積層した上記薄刃砥粒層に熱処理が施されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電鋳薄刃砥石。