JP2009006407A - Thin edge grinding wheel - Google Patents

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JP2009006407A JP2007167424A JP2007167424A JP2009006407A JP 2009006407 A JP2009006407 A JP 2009006407A JP 2007167424 A JP2007167424 A JP 2007167424A JP 2007167424 A JP2007167424 A JP 2007167424A JP 2009006407 A JP2009006407 A JP 2009006407A
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吉隆 池田
Junji Hoshi
純二 星
Satoshi Kusano
聡 草野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin edge grinding wheel capable of performing high quality machining by suppressing a decrease of width of an abrasive grain layer, while preventing clogging, etc. due to adhesion of chips to the abrasive grain layer, and suppressing generation of burrs, even when a workpiece is especially constituted of a metal lead frame, plating and electrodes arranged in the resin. <P>SOLUTION: This thin edge grinding wheel is provided with the circular thin plate shaped abrasive grain layer 1 constituted by dispersing abrasive grains 4 in a metal plating phase 3. A coating layer 2 made of TiN is coated on a side surface 1A of the abrasive grain layer 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置等の各種電子材料部品の切断や溝入れなどに用いられる薄刃砥石に関するものである。   The present invention relates to a thin blade grindstone used for cutting and grooving various electronic material parts such as semiconductor devices.

この種の薄刃砥石としては、例えば特許文献1に、砥粒を金属結合相中に分散配置してなる円環平板形状の砥石本体を有して、この砥石本体の少なくとも切削作用領域では厚み方向を向く側面における金属結合層表面からの砥粒の突出量が砥粒の平均粒径の1/4以下とされた電鋳薄刃砥石が提案されており、さらに少なくともこの切削作用領域では、厚み方向の両端部に中間部よりも砥粒の集中度の高い高集中度層を設けることが記載されている。また、特許文献2にも、環状の切れ刃部が、砥粒をメッキで固定した集中度の低い中央電鋳砥粒層と、その両側にそれぞれ形成された集中度の高い外側電鋳砥粒層で形成されたものが提案されており、さらに特許文献3には、砥粒を母体金属で電着して形成した電着ブレードであって、該母体金属の表面に、ダイヤモンド状カーボンをコーティングしたコーティング層を、母体金属から突出した砥粒の高さよりも薄く形成したものも提案されている。
特開2004−136431号公報 特開2002−331464号公報 特開2000−144477号公報
As this type of thin-blade grindstone, for example, Patent Document 1 has an annular flat plate-shaped grindstone main body in which abrasive grains are dispersedly arranged in a metal binder phase, and at least in the cutting action region of this grindstone main body, the thickness direction An electroformed thin blade grindstone in which the protruding amount of the abrasive grains from the surface of the metal bonding layer on the side facing the steel sheet is 1/4 or less of the average grain diameter of the abrasive grains has been proposed, and at least in this cutting action region, the thickness direction It is described that a high concentration layer having a higher concentration of abrasive grains than that of the intermediate portion is provided at both ends. Also, in Patent Document 2, an annular cutting edge portion is a central electrocast abrasive layer having a low degree of concentration in which abrasive grains are fixed by plating, and an outer electroformed abrasive grain having a high degree of concentration formed on both sides thereof. In addition, Patent Document 3 discloses an electrodeposition blade formed by electrodepositing abrasive grains with a base metal, and the surface of the base metal is coated with diamond-like carbon. There has also been proposed a coating layer formed so as to be thinner than the height of the abrasive grains protruding from the base metal.
JP 2004-136431 A JP 2002-331464 A JP 2000-144477 A

ところで、このような薄刃砥石によって電子材料部品等を切断して個片化する場合、特に切断されるワークとなるこの電子材料部品がQFN(quad flat non−leaded package)やIrDA(赤外線データ通信協会)規格の光伝送モジュールあるいはLEDワークのように、モールディング樹脂中にCu等の延性の高いリードフレーム、めっき、電極等の金属部分が間隔をあけて配置されたものである場合などには、切断の際の薄刃砥石の送り方向や回転方向(下方向)にこのリードフレームや電極等の金属バリが生じ易いという問題がある。   By the way, when an electronic material part or the like is cut into individual pieces by using such a thin blade grindstone, the electronic material part which is a workpiece to be cut is particularly QFN (quad flat non-leaded package) or IrDA (Infrared Data Communication Association). ) Cut when metal parts such as Cu, etc., highly ductile lead frames, plating, electrodes, etc. are arranged at intervals in the molding resin, such as standard light transmission modules or LED works. There is a problem in that metal burrs such as lead frames and electrodes are likely to be generated in the feed direction and rotation direction (downward direction) of the thin blade grindstone.

この点、上記特許文献1に記載された薄刃砥石では、上述のように砥粒層の切削作用領域において厚さ方向の両端部すなわち砥粒層の両側面側に高集中度層を設けることにより、この両側面側で摩耗を進行し難くして砥石がその初期形状を略保った状態で摩耗してゆくようにすることで、バリを生じにくくしている。また、特許文献2に記載の薄刃砥石では、ドレッシングあるいは使用によって中央電鋳砥粒層を多量に摩耗させることにより環状の切れ刃部外周の幅方向中央部に環状凹部を形成し、この環状凹部に切粉を取り込んで排除することでバリの発生を防止しようとしているが、これら特許文献1、2に記載の薄刃砥石では、側面はニッケルめっき等による金属結合相がむき出しのままとなっているため、加工時に生成された切屑が付着して目詰まりを生じ易く、抵抗が増大するとともに加工中に砥石が高温となって焼き付きが生じるおそれもある。   In this regard, in the thin-blade grindstone described in Patent Document 1, as described above, by providing high concentration layers on both ends in the thickness direction, that is, on both sides of the abrasive grain layer, in the cutting action region of the abrasive grain layer. By making it difficult for the wear to progress on both side surfaces and for the grindstone to wear while maintaining its initial shape, burrs are hardly formed. Moreover, in the thin blade grindstone of patent document 2, an annular recessed part is formed in the width direction center part of the outer periphery of an annular cutting blade part by wearing a center electroformed abrasive grain layer by dressing or use, and this annular recessed part In the thin blade grindstone described in Patent Documents 1 and 2, the side surface remains exposed with a metallic binder phase due to nickel plating or the like. For this reason, chips generated during processing are likely to adhere and cause clogging, the resistance increases, and the grindstone may become hot during processing to cause seizure.

しかるに、これに対して特許文献3に記載の薄刃砥石では、母体金属の表面すなわち砥粒層の側面にコーティングされたダイヤモンド状カーボンの摩擦係数が小さいため、該側面に目詰まりが生じるのを防ぐとともに加工時の抵抗も低減することはできるが、その一方でこのようなダイヤモンド状カーボンよりなるコーティング層では砥粒層の両側面における耐摩耗性を厚さ方向中央部に対して十分に高めることはできず、このコーティング層を含めて砥粒層の側面外周縁部のエッジが丸められるようにして砥粒層が幅痩せしてしまい、こうして丸められた外周縁部に上記金属部分が押し広げられることにより、金属バリが発生し易くなってしまう。また、こうして砥粒層が幅痩せすることで、切断されたワークの表裏面における切断幅に大きな差が生じたり、これら表裏面と切断面との稜線部に角欠けが生じたりして加工品位を損なうおそれもある。しかも、かかるダイヤモンド状カーボンよりなるコーティング層は加工時に発生する熱によって剥離し易く、長期に亙って目詰まりの防止や抵抗の低減等の効果を維持するのは困難であり、さらに砥粒層自体の剛性を向上させることも難しい。   However, in the thin blade grindstone described in Patent Document 3, the friction coefficient of diamond-like carbon coated on the surface of the base metal, that is, the side surface of the abrasive grain layer is small, so that clogging on the side surface is prevented. At the same time, the resistance during processing can be reduced, but on the other hand, with such a coating layer made of diamond-like carbon, the wear resistance on both side surfaces of the abrasive layer is sufficiently increased with respect to the central portion in the thickness direction. The edge of the side outer peripheral edge of the abrasive grain layer including this coating layer is rounded so that the abrasive grain layer is thinned, and the metal part is spread to the rounded outer peripheral edge. As a result, metal burrs are easily generated. In addition, since the abrasive layer is thinned in this way, a large difference occurs in the cutting width on the front and back surfaces of the cut workpiece, or a corner chip occurs in the ridge line portion between the front and back surfaces and the cutting surface, resulting in processing quality. May be damaged. Moreover, such a diamond-like carbon coating layer is easily peeled off by heat generated during processing, and it is difficult to maintain the effects of preventing clogging and reducing resistance over a long period of time. It is also difficult to improve its own rigidity.

本発明は、このような背景の下になされたもので、砥粒層への切屑の付着による目詰まり等を防ぎつつ砥粒層の幅痩せを抑制し、特にワークが上述のような樹脂中に金属リードフレーム、めっき、電極等が配置されたものである場合でも、バリの発生等を抑えて高品位の加工を行うことが可能な薄刃砥石を提供することを目的としている。   The present invention has been made under such a background, and suppresses the width thinning of the abrasive layer while preventing clogging or the like due to adhesion of chips to the abrasive layer, and in particular, the workpiece is in the resin as described above. An object of the present invention is to provide a thin blade grindstone capable of performing high-quality processing while suppressing the occurrence of burrs, etc. even when a metal lead frame, plating, electrodes, and the like are disposed on the surface.

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円形薄板状の砥粒層を備え、この砥粒層の側面にはTiNよりなるコーティング層が被覆されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention includes a circular thin plate-like abrasive grain layer formed by dispersing abrasive grains in a metal plating phase, A coating layer made of TiN is coated.

このように構成された薄刃砥石では、砥粒層の側面に被覆されるコーティング層が高硬度で耐摩耗性の高いTiNよりなるものであるので、この側面側における摩耗が厚さ方向中央部よりも促進されるのを抑えて該側面外周縁部のエッジ形状を維持することができ、このエッジが丸められるように該砥粒層が幅痩せするのを防いで、このような幅痩せによる金属バリの発生や表裏面の切断幅の相違、あるいはワークの角欠けなどを抑制することができる。また、このような高硬度のコーティング層が側面に被覆されることで砥石自体の剛性や強度も向上させることができるので、砥粒層の厚さを薄くしても直進性を確保して高精度の加工を行うことができ、例えば切断代を出来るだけ小さくして製品歩留まりの向上を図ったり、発振子等に挟ピッチで溝入れ可能を行うような場合にもこれに確実に対応したりすることが可能となる。その一方で、かかるTiNよりなるコーティング層は、砥粒層における金属めっき相から容易に剥離することがなく、長期に亙って上述のエッジ形状を維持することができるとともに、切屑の付着性は低いために目詰まり等の発生を防ぐことができ、抵抗の増大や加工中の焼き付きを防止することが可能となる。   In the thin blade whetstone configured in this way, the coating layer coated on the side surface of the abrasive layer is made of TiN having high hardness and high wear resistance. The edge shape of the outer peripheral edge of the side surface can be maintained without being promoted, and the abrasive grain layer is prevented from thinning so that the edge is rounded. Occurrence of burrs, differences in the cutting widths of the front and back surfaces, or chipped corners of the workpiece can be suppressed. In addition, since such a hard coating layer is coated on the side surface, the rigidity and strength of the grindstone itself can be improved. Therefore, even if the thickness of the abrasive layer is reduced, straightness is ensured and high. Precision machining can be performed. For example, the cutting allowance can be made as small as possible to improve the product yield, and even when the oscillator can be grooved at a narrow pitch, this can be dealt with reliably. It becomes possible to do. On the other hand, the coating layer made of TiN does not easily peel from the metal plating phase in the abrasive layer, can maintain the above-mentioned edge shape over a long period of time, and chip adhesion is Since it is low, the occurrence of clogging or the like can be prevented, and an increase in resistance or seizure during processing can be prevented.

ここで、上記コーティング層は、砥粒層の円形の側面全体に被覆されていてもよいが、例えば砥粒層の両側面が一対のフランジによって挟持されて加工に供される円環薄板状の薄刃砥石では、少なくともこのフランジよりも外周側にはみ出す部分にコーティング層が被覆されていれば、上述のように高硬度のコーティング層を介して確実に砥粒層を支持して直進性を確保することができるので、このコーティング層は砥粒層の外周から該砥粒層の半径方向の幅の1/2以上の幅で被覆されていればよい。ただし、その被覆厚さは、砥粒層に分散されて上記側面から突出した砥粒が埋没してしまうほど厚いと、却って加工時の抵抗の増大や切れ味の劣化を招くおそれがあるので、該コーティング層は、上記砥粒の平均粒径の1/2以下の厚さで被覆されるのが望ましい。   Here, the coating layer may be covered over the entire circular side surface of the abrasive layer, but for example, an annular thin plate-like shape that is sandwiched between a pair of flanges and used for processing. In the thin-blade grindstone, if the coating layer is coated at least on the outer peripheral side of the flange, the abrasive layer is reliably supported via the high-hardness coating layer as described above to ensure straightness. Therefore, it is only necessary that this coating layer is coated with a width of 1/2 or more of the width in the radial direction of the abrasive grain layer from the outer periphery of the abrasive grain layer. However, if the coating thickness is so thick that the abrasive grains dispersed from the abrasive layer and protruding from the side surface are buried, there is a risk of increasing resistance during processing and deterioration of sharpness. The coating layer is preferably coated with a thickness of 1/2 or less of the average grain size of the abrasive grains.

一方、このようなTiNよりなるコーティング層を被覆するには、周知の方法で形成した砥粒層を有する薄刃砥石を高温の炉内に保持しつつ反応ガスと反応させて被覆を行うCVD法(化学蒸着法)によることも可能であるが、このようなCVD法では砥粒層の金属めっき相が高温により変質して砥粒層自体の剛性や強度が損なわれてしまうおそれがあるので、上記コーティング層は、イオンプレーティング法やスパッタリング法に代表されるPVD法(物理蒸着法)により被覆されるのが望ましい。   On the other hand, in order to coat such a coating layer made of TiN, a CVD method in which coating is carried out by reacting with a reactive gas while holding a thin blade grindstone having an abrasive layer formed by a known method in a high-temperature furnace ( (Chemical vapor deposition method) It is also possible, but in such a CVD method, the metal plating phase of the abrasive layer may change in quality due to high temperature and the rigidity and strength of the abrasive layer itself may be impaired. The coating layer is preferably coated by a PVD method (physical vapor deposition method) represented by an ion plating method or a sputtering method.

このように、本発明の薄刃砥石によれば、砥粒層の幅痩せを防いで側面外周縁部におけるエッジ形状を長期に亙って維持することができ、たとえワークが樹脂中に金属部分を有するものであったとしてもバリ等の発生を防いで高品位の加工を行うことが可能となる。しかも、TiNよりなるコーティング層は砥粒層の金属めっき相から剥離し難いために長期に亙ってこのような効果を奏することができる一方、切屑の付着は抑えることができるので、かかる切屑の付着による目詰まりやこれに伴う抵抗の増大、焼き付きなども防止することができる。   Thus, according to the thin-blade grindstone of the present invention, the width of the abrasive layer can be prevented and the edge shape at the side outer peripheral edge can be maintained over a long period of time, even if the workpiece has a metal part in the resin. Even if it has, it is possible to perform high-quality processing by preventing the generation of burrs and the like. In addition, since the coating layer made of TiN is difficult to peel off from the metal plating phase of the abrasive grain layer, such an effect can be achieved over a long period of time. On the other hand, chip adhesion can be suppressed. It is also possible to prevent clogging due to adhesion, increase in resistance accompanying this, and seizure.

図1ないし図3は、本発明の薄刃砥石の一実施形態を示す概略図である。本実施形態の薄刃砥石は図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(ただし、図2では説明のため厚さが大きく示されている。)をなしており、かかる円環薄板状の砥粒層1とその側面1Aに被覆されたコーティング層2とから構成されていて、砥粒層1の内径部1Bが図示されない加工装置の主軸に挿入されるとともに、両側面1A,1Aのコーティング層2を含めた内周側部分が一対のフランジ等によって挟着されることにより該主軸に取り付けられる。そして、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、その外周縁部によって、例えば上述したQFNやIrDA規格の光伝送モジュールあるいはLEDワークのような電子部品の切断、溝入れなどの超精密加工に使用される。   1 to 3 are schematic views showing an embodiment of the thin blade grindstone of the present invention. As shown in FIG. 1, the thin-blade grindstone of the present embodiment is an annular shape centered on the axis O and has a thin plate shape having a thickness of about 0.05 to 0.5 mm. And a coating layer 2 coated on the side surface 1A of the annular thin plate-like abrasive grain layer 1 and the inner diameter part 1B of the abrasive grain layer 1 is not shown in the drawing. While being inserted into the main shaft of the apparatus, the inner peripheral side portion including the coating layer 2 on both side surfaces 1A and 1A is attached to the main shaft by being sandwiched by a pair of flanges or the like. Then, by rotating around the axis O and feeding it in a direction perpendicular to the axis O, the outer peripheral edge cuts an electronic component such as the above-described QFN or IrDA standard light transmission module or LED work. Used for ultra-precision machining such as grooving.

上記砥粒層1は、Ni等の金属めっき相3にダイヤモンドやcBN等の超砥粒4を均一に分散したものであって、台金上に超砥粒4を取り込みつつ所定の厚さに金属めっき相3を析出させた後、台金から剥離して両側面1Aに目立てを施すことによる、周知の電鋳法により形成される。一方、上記コーティング層2は、本実施形態ではこうして形成された砥粒層1の両側面1A,1Aに、該砥粒層1の外周から砥粒層1の半径方向の幅Wの1/2以上の一定の幅Xで、かつ超砥粒4の平均粒径の1/2以下の略一定の厚さtで被覆されたものであり、PVD法によってTiNを被覆することにより構成されている。なお、こうして被覆されたTiNよりなるコーティング層2は、砥粒層1の両側面1A,1A同士で上記幅Xおよび厚さtが互いに略等しくされている。   The abrasive grain layer 1 is obtained by uniformly dispersing superabrasive grains 4 such as diamond and cBN in a metal plating phase 3 such as Ni, and has a predetermined thickness while incorporating the superabrasive grains 4 on a base metal. After the metal plating phase 3 is deposited, the metal plating phase 3 is formed by a well-known electroforming method by peeling from the base metal and making the side surfaces 1A sharp. On the other hand, in the present embodiment, the coating layer 2 is formed on both side surfaces 1A and 1A of the thus formed abrasive grain layer 1 by ½ the radial width W of the abrasive grain layer 1 from the outer periphery of the abrasive grain layer 1. The above-mentioned constant width X is coated with a substantially constant thickness t equal to or less than 1/2 of the average grain size of the superabrasive grains 4, and is constituted by coating TiN by the PVD method. . In addition, the coating layer 2 made of TiN thus coated has the width X and the thickness t substantially equal to each other on both side surfaces 1A, 1A of the abrasive grain layer 1.

より具体的に、このコーティング層2はアークイオンプレーティング法により被覆されていて、例えば上述のように形成した砥粒層1にコーティング層2を形成する部分を残してマスキングを施し、これを真空チャンバー内に保持して1×10−4〜3×10−5Paの真空とした後に、まずArガスを導入しながら300Wの出力で高周波プラズマを発生させて、砥粒層1に−500Vの直流バイアス電圧をかけることによりその表面を清浄化する。次いで、砥粒層1に−10kVのパルスバイアス電圧を印加した後に真空チャンバー内に窒素ガスを100〜120(SCCM)の流量で導入し、高周波プラズマを発生させると同時にまたは発生させた後にTi合金のターゲットを80A程度のアーク電流によるアーク放電によって蒸発させ、印加するパルスバイアス電圧を調整しながら所定の上記厚さtとなるように、例えば120分程度の処理時間で蒸着することにより被覆される。 More specifically, the coating layer 2 is coated by an arc ion plating method. For example, the abrasive layer 1 formed as described above is masked except for a portion where the coating layer 2 is to be formed. After holding in the chamber and creating a vacuum of 1 × 10 −4 to 3 × 10 −5 Pa, first, high-frequency plasma is generated at an output of 300 W while introducing Ar gas, and −500 V is applied to the abrasive layer 1. The surface is cleaned by applying a DC bias voltage. Next, after applying a pulse bias voltage of −10 kV to the abrasive grain layer 1, nitrogen gas is introduced into the vacuum chamber at a flow rate of 100 to 120 (SCCM) to generate a high-frequency plasma and / or after generating Ti alloy. The target is evaporated by arc discharge with an arc current of about 80 A, and is coated by vapor deposition in a processing time of about 120 minutes, for example, so as to achieve a predetermined thickness t while adjusting the applied pulse bias voltage. .

こうしてコーティング層2が被覆された薄刃砥石においては、該コーティング層2の厚さtが超砥粒4の平均粒径の1/2以下であるので、上記目立ての際に砥粒層1の側面1Aから平均粒径の1/2以上突出していた超砥粒4は該コーティング層2の表面にも突出することになる。また、このコーティング層2の被覆後に薄刃砥石はその内外径が所定の径に成形され、その際に砥粒層1の外周縁においてはコーティング層2が除去されて図3に示すように超砥粒4が突出させられるとともに、コーティング層2も含めた砥石の側面外周縁部は略直角のエッジ形状をなすように成形される。   In the thin blade grindstone thus coated with the coating layer 2, the thickness t of the coating layer 2 is ½ or less of the average grain size of the superabrasive grains 4. The superabrasive grains 4 that have protruded from 1A by more than ½ of the average particle diameter also protrude from the surface of the coating layer 2. Further, after the coating layer 2 is coated, the inner diameter and outer diameter of the thin-blade grindstone are formed to a predetermined diameter. At this time, the coating layer 2 is removed at the outer peripheral edge of the abrasive grain layer 1 and the superabrasive as shown in FIG. While the grains 4 are projected, the outer peripheral edge of the side surface of the grindstone including the coating layer 2 is formed to have a substantially right-angled edge shape.

従って、このように形成された本実施形態の薄刃砥石においては、砥粒層1の側面1Aに被覆されたTiNよりなるコーティング層2が、砥粒層1の金属めっき相3よりも高硬度で耐摩耗性が高いため、該砥粒層1が摩耗する際にも、この側面1A,1Aの外周縁部が先行して摩滅してそのエッジが断面で丸められるように砥粒層1が幅痩せすることがなく、断面視略直角のこのエッジ形状を維持したまま概ね均一に摩耗してゆくことになる。このため、該エッジによる鋭い切れ味も維持したままワークの切断や溝入れ加工を行うことができるので、上記構成の薄刃砥石によれば、たとえワークが、モールド樹脂中にCu等の延性の高い金属リードフレームや電極、めっきを含むものであっても、かかる金属のバリが発生するのを防ぐことができ、また切断されたワークの表裏面における切断幅の差を小さくするとともに、これら表裏面と切断面との交差稜線部に角欠けが生じたりするのも防ぐことができて、高品位の加工を図ることが可能となる。   Therefore, in the thin blade grindstone of this embodiment formed in this way, the coating layer 2 made of TiN coated on the side surface 1A of the abrasive grain layer 1 has higher hardness than the metal plating phase 3 of the abrasive grain layer 1. Since the wear resistance is high, even when the abrasive grain layer 1 is worn, the abrasive grain layer 1 is wide so that the outer peripheral edges of the side surfaces 1A and 1A are worn away and the edges are rounded in cross section. It will not fade, and will wear out substantially uniformly while maintaining this edge shape that is substantially perpendicular to the cross section. For this reason, since cutting and grooving of a workpiece can be performed while maintaining the sharpness of the edge, according to the thin blade whetstone having the above-described configuration, even if the workpiece is a highly ductile metal such as Cu in the mold resin Even if it includes lead frames, electrodes, and plating, it is possible to prevent the occurrence of such metal burrs, reduce the difference in cutting width between the front and back surfaces of the cut workpiece, It is possible to prevent the occurrence of corner chipping at the intersecting ridge line portion with the cut surface, and high-quality processing can be achieved.

また、このようなTiNよりなるコーティング層2は、従来のダイヤモンド状カーボンよりなるコーティング層のように加工時に発生する熱によって容易に剥離するようなことがなく、より長期に亙って安定的に上述の効果を奏功することができる。その一方で、かかるTiNコーティング層2は、例えばNi等の金属めっき相3がむき出しのままの砥粒層などに比べては切屑の付着が少なく、従って切屑による目詰まり等の発生を防いで加工時の抵抗の低減を促すことができるとともに、加工時の発熱やこれに伴う焼き付きも抑えて一層長期に亙る鋭い切れ味の持続を図ることが可能となる。   Further, such a coating layer 2 made of TiN is not easily peeled off by heat generated during processing like a conventional coating layer made of diamond-like carbon, and is stable over a long period of time. The above effects can be achieved. On the other hand, the TiN coating layer 2 has less chip adhesion compared to, for example, an abrasive layer with a metal plating phase 3 such as Ni exposed, thus preventing clogging due to chips and the like. It is possible to promote a reduction in resistance at the time, and it is possible to maintain a sharp sharpness over a long period of time by suppressing heat generation during processing and seizure associated therewith.

さらに、こうして硬質のTiNよりなるコーティング層2が側面1Aに被覆されることにより、本実施形態では、薄刃砥石全体としてその厚さを小さくしても剛性および強度を十分に確保することができ、これにより切断や溝入れ加工時の薄刃砥石の直進性を維持して高い加工精度を奏しつつ、切断代を出来るだけ小さくして製品歩留まりの向上を図ったり、挟ピッチの溝入れにも確実に対応したりすることが可能となる。また、こうして砥粒層1が硬質で耐摩耗性の高いTiNよりなるコーティング層2によって被覆されることにより、砥石自体の耐摩耗性も向上させて長寿命化を図ることもできる。   Furthermore, by coating the side surface 1A with the coating layer 2 made of hard TiN in this way, in this embodiment, even if the thickness of the thin blade grindstone is reduced, sufficient rigidity and strength can be secured, This maintains the straightness of the thin-edged grindstone during cutting and grooving, and achieves high machining accuracy, while reducing the cutting allowance as much as possible to improve product yield and ensuring grooving at narrow pitches. It is possible to respond. In addition, the abrasive layer 1 is thus coated with the hard and highly wear-resistant coating layer 2 made of TiN, whereby the wear resistance of the grindstone itself can be improved and the life can be extended.

さらにまた、本実施形態ではコーティング層2が砥粒層1の外周から該砥粒層1の半径方向の幅Wの1/2以上の幅Xで被覆されていて、一対のフランジにより薄刃砥石が挟着される際に、砥粒層1の両側面1A,1Aのコーティング層2,2がその内周側部分を該フランジに密着させて挟み込まれるようになされている。このため、これらのフランジにより硬質のコーティング層2,2を介して薄刃砥石の外周部を支持した状態で切断や溝入れ加工を行うことができ、上述のように砥石自体の剛性や強度が確保されることとも相俟って、さらに直進性の向上や高精度の加工を図ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the coating layer 2 is coated from the outer periphery of the abrasive grain layer 1 with a width X that is ½ or more of the radial width W of the abrasive grain layer 1, and a thin blade grindstone is formed by a pair of flanges. When sandwiched, the coating layers 2 and 2 on both side surfaces 1A and 1A of the abrasive grain layer 1 are sandwiched between the inner peripheral portions of the coating layer 2 and the flange. For this reason, cutting and grooving can be performed with these flanges supporting the outer periphery of the thin-blade grindstone through the hard coating layers 2 and 2, and the rigidity and strength of the grindstone itself are ensured as described above. In combination with this, it is possible to further improve the straightness and process with high accuracy.

なお、上記幅Xは、このようにフランジがコーティング層2を挟み込むような範囲とされていればよいので、例えば幅Xが円環状の砥粒層1の側面1Aの幅Wと等しく、すなわちこの側面1Aの全面にコーティング層2が被覆されたような構成とされていてもよい。ただし、本実施形態ではこのように一対のフランジによって薄刃砥石を挟着する構成としているが、例えば円環状の台金の側面に砥粒層1が形成されたハブ付きの薄刃砥石に本発明を適用することも可能である。   The width X only needs to be in such a range that the flange sandwiches the coating layer 2 as described above. For example, the width X is equal to the width W of the side surface 1A of the annular abrasive grain layer 1, that is, The entire surface of the side surface 1A may be configured to be coated with the coating layer 2. However, in the present embodiment, the thin blade whetstone is sandwiched between the pair of flanges as described above. For example, the present invention is applied to a thin blade whetstone with a hub in which the abrasive grain layer 1 is formed on the side surface of an annular base metal. It is also possible to apply.

一方、本実施形態では上記コーティング層2が超砥粒4の平均粒径の1/2以下の厚さtとされていて、上述のように砥粒層1の両側面1Aから平均粒径の1/2以上突出した超砥粒4がそのままコーティング層2の表面からも突出するようにされており、このため切断や溝入れの際の加工壁面とコーティング層2の表面との間に僅かながらでもクリアランスを確保することができる。従って、加工時の抵抗を一層低減することができるとともに、このクリアランスを介して切屑の円滑な排出を図ることもでき、目詰まりの発生等をより確実に防止することが可能となる。ただし、このコーティング層2の厚さtがあまり小さすぎると剛性や強度の確保が困難となるおそれがあるので、厚さtは砥粒の平均粒径の1/5以上、または0.5μm以上とされるのが望ましく、1.0μm以上とされるのがより望ましい。   On the other hand, in the present embodiment, the coating layer 2 has a thickness t that is 1/2 or less of the average grain size of the superabrasive grains 4, and the average grain size is measured from both side surfaces 1A of the abrasive grain layer 1 as described above. The superabrasive grains 4 protruding more than 1/2 are projected from the surface of the coating layer 2 as they are, and for this reason, a slight gap is formed between the processing wall surface during cutting and grooving and the surface of the coating layer 2. But clearance can be secured. Accordingly, resistance during processing can be further reduced, and chips can be smoothly discharged through this clearance, so that occurrence of clogging and the like can be prevented more reliably. However, if the thickness t of the coating layer 2 is too small, it may be difficult to ensure rigidity and strength. Therefore, the thickness t is 1/5 or more of the average grain size of the abrasive grains, or 0.5 μm or more. It is desirable that the thickness be 1.0 μm or more.

さらにまた、本実施形態では上記TiNよりなるコーティング層2がPVD法によって被覆されたものであって、該コーティング層2の被覆時に砥粒層1が高温に晒されることがないため、このような高温によって砥粒層1の金属めっき相3が変質したりして該砥粒層1自体の剛性や強度が損なわれたりすることもない。従って、コーティング層2を被覆したにも拘わらず却って薄刃砥石全体としての剛性・強度が損なわれたりするような事態が生じるのを防ぐことができ、その砥石厚さを小さくしても一層確実に高精度の加工を可能として、切断代の削減や挟ピッチの溝入れを図ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the coating layer 2 made of TiN is coated by the PVD method, and the abrasive layer 1 is not exposed to a high temperature when the coating layer 2 is coated. The metal plating phase 3 of the abrasive grain layer 1 is not altered by high temperature, and the rigidity and strength of the abrasive grain layer 1 itself are not impaired. Accordingly, it is possible to prevent a situation in which the rigidity and strength of the thin blade grinding wheel as a whole are impaired despite the coating layer 2 being coated, and even more reliably even if the grinding stone thickness is reduced. High-precision machining is possible, and cutting allowance can be reduced and grooving at a narrow pitch can be achieved.

以下、本発明の薄刃砥石について、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25μm(粒度#600)のダイヤモンド超砥粒を集中度100でNiめっき相に均一に分散した外径58mm、内径40mm、厚さ0.15mmの砥粒層1をベースブレードとして製造した。次いで、このベースブレードの砥粒層1の両側面1A,1Aそれぞれに、上述した条件のアークイオンプレーティング法によるPVD法によって厚さtを10μm、5μm、15μmとしたTiNよりなるコーティング層2を被覆して、本発明に基づく3種の薄刃砥石を製造した。これらを上記厚さtの順に実施例1〜3とする。なお、これら実施例1〜3においてコーティング層2の砥石外周からの幅Xは砥粒層1の幅W=9mmの1/2の4.5mmであった。   Hereinafter, the thin-blade grindstone of the present invention will be described with more specific examples. In this example, first, an abrasive grain layer 1 having an outer diameter of 58 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.15 mm in which diamond superabrasive grains having an average grain diameter of 25 μm (grain size # 600) are uniformly dispersed in the Ni plating phase at a concentration of 100. Was manufactured as a base blade. Next, a coating layer 2 made of TiN having a thickness t of 10 μm, 5 μm, and 15 μm is formed on each side surface 1A, 1A of the abrasive layer 1 of the base blade by the PVD method using the arc ion plating method under the conditions described above. Three thin blade grinding wheels according to the present invention were manufactured. These are referred to as Examples 1 to 3 in the order of the thickness t. In Examples 1 to 3, the width X of the coating layer 2 from the outer periphery of the grindstone was 4.5 mm which is 1/2 of the width W of the abrasive grain layer 1 = 9 mm.

次いで、これら実施例1〜3および比較例としてコーティング層2を被覆していない上記ベースブレードの薄刃砥石により、幅80mm、長さ200mm、厚さ1.0mmのガラスエポキシ樹脂基板に切断加工を行い、切断長100m、500m、および1000m時点でのワークの表裏面の切断幅の差を測定するとともに、角欠けの有無を工具顕微鏡で確認した。なお、切断装置は株式会社東京精密製、型番AWD−100Aであり、各薄刃砥石を外径52mmのフランジによってその主軸に挟着して、主軸回転数30000min−1、送り速度100mm/secとして切断加工を行った。この結果を、切断幅の差については表1に、角欠けについては表2にそれぞれ示す。 Next, the glass epoxy resin substrate having a width of 80 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 1.0 mm is cut using the thin blade grindstone of the base blade not coated with the coating layer 2 as Examples 1 to 3 and a comparative example. The difference in the cutting width between the front and back surfaces of the workpiece at the cutting lengths of 100 m, 500 m, and 1000 m was measured, and the presence or absence of corner chipping was confirmed with a tool microscope. The cutting device is model number AWD-100A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., and each thin blade grindstone is sandwiched between its main shafts by a flange having an outer diameter of 52 mm, and is cut at a main shaft rotation speed of 30000 min −1 and a feed rate of 100 mm / sec. Processing was performed. The results are shown in Table 1 for the difference in cutting width and in Table 2 for the corner chipping.

Figure 2009006407
Figure 2009006407

Figure 2009006407
Figure 2009006407

これら表1、2の結果より、比較例としてのベースブレードの薄刃砥石では、切断幅の差および角欠けともに実施例1〜3のいずれの薄刃砥石よりも大きく、特に切断幅の差は切断長が長くなるに従い増大が顕著となる傾向があった。これに対して、実施例1〜3の薄刃砥石では、総じて切断幅の差および角欠けともにベースブレードに比べて小さく、特に切断幅の差については切断長500mまでは増大する傾向にあるものの、これより1000mまででは実施例2で僅かに増大しているものの、概ね一定の大きさで安定していることが分かる。   From the results of Tables 1 and 2, the thin blade whetstone of the base blade as a comparative example is larger than any of the thin blade whetstones of Examples 1 to 3 in both the cutting width difference and the corner chipping. There was a tendency for the increase to become more pronounced with increasing length. On the other hand, in the thin-blade grindstones of Examples 1 to 3, both the difference in cutting width and the corner chip are generally smaller than those of the base blade, and especially the difference in cutting width tends to increase up to a cutting length of 500 m. From this, it can be seen that although it is slightly increased in Example 2 up to 1000 m, it is stable at a substantially constant size.

また、これら実施例1〜3同士で比較すると、切断幅の差については、実施例1、3では大きな相違はなかったのに対し、コーティング層2の厚さtが小さくされた実施例2ではこれら実施例1、3よりも大きくなる傾向にあった。また、角欠けについては、実施例3では切断長100mから品位を損なう程度ではないものの小さな欠けが見受けられたのに対し、コーティング層2の厚さtが砥粒4の平均粒径の1/2以下とされた実施例1、2では切断長1000mまで認められなかった。   Further, when these Examples 1 to 3 are compared with each other, the difference in cutting width was not significantly different in Examples 1 and 3, whereas in Example 2 in which the thickness t of the coating layer 2 was reduced. These tend to be larger than those of Examples 1 and 3. In addition, as for the corner chipping, in Example 3, although a small chipping was observed although the quality was not deteriorated from the cutting length of 100 m, the thickness t of the coating layer 2 was 1 / (average particle diameter of the abrasive grains 4). In Examples 1 and 2 which were set to 2 or less, a cutting length of 1000 m was not recognized.

次に、上記と同じようにして平均粒径18.5μm(粒度#700)のダイヤモンド超砥粒を集中度100でNiめっき層に均一に分散した外径58mm、内径40mm、厚さ0.22mmの砥粒層1をベースブレードとして製造し、このベースブレードの砥粒層1の両側面1A,1Aに、上記と同様の条件のアークイオンプレーティング法によるPVD法によって厚さtを9μm、5μm、13μmとしたTiNよりなるコーティング層2を被覆して、本発明に基づく3種の薄刃砥石を製造した。これらを上記厚さtの順に実施例4〜6とする。なお、これら実施例4〜6においてもコーティング層2の砥石外周からの幅Xは実施例1〜3と同じく砥粒層1の幅W=9mmの1/2の4.5mmであった。   Next, in the same manner as described above, diamond superabrasive grains having an average grain size of 18.5 μm (grain size # 700) were uniformly dispersed in the Ni plating layer with a concentration of 100, an outer diameter of 58 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.22 mm. The abrasive layer 1 of the base blade is manufactured as a base blade, and the thickness t is set to 9 μm and 5 μm on both side surfaces 1A and 1A of the abrasive layer 1 of this base blade by the PVD method using the arc ion plating method under the same conditions as described above. The coating layer 2 made of TiN having a thickness of 13 μm was coated to produce three types of thin blade grinding wheels according to the present invention. Let these be Examples 4-6 in order of the said thickness t. In Examples 4 to 6 as well, the width X of the coating layer 2 from the outer periphery of the grindstone was 4.5 mm, which is 1/2 of the width W of the abrasive grain layer 1 = 9 mm, as in Examples 1 to 3.

そして、これら実施例4〜6の薄刃砥石と、比較例としてコーティング層2を被覆していない上記ベースブレードの薄刃砥石とで、幅60mm、長さ120mm、厚さ0.2mmのガラスエポキシ樹脂基板の表面に厚さ0.8mmのレジスト樹脂を、裏面に厚さ0.02mmのCu金属めっきを施したワークの切断加工を行い、このときのワーク表裏面での切断幅の差と薄刃砥石の回転方向に発生したバリの大きさとを、やはり切断長100m、500m、および1000m時点で測定した。この結果を、切断幅の差については表3に、バリの大きさについては表4にそれぞれ示す。なお、このときの主軸回転数は20000min−1、送り速度は70mm/secであった。 And the glass-epoxy resin board | substrate of width 60mm, length 120mm, and thickness 0.2mm with the thin blade grindstone of these Examples 4-6 and the thin blade grindstone of the said base blade which does not coat | cover the coating layer 2 as a comparative example The workpiece is cut with a resist resin with a thickness of 0.8 mm on the surface and Cu metal plating with a thickness of 0.02 mm on the back surface. The size of burrs generated in the rotation direction was also measured at cutting lengths of 100 m, 500 m, and 1000 m. The results are shown in Table 3 for the difference in cutting width and in Table 4 for the size of burrs. At this time, the spindle rotation speed was 20000 min −1 , and the feed rate was 70 mm / sec.

Figure 2009006407
Figure 2009006407

Figure 2009006407
Figure 2009006407

表3の結果より、切断幅の差については、実施例5において切断長100m時点での差が大きかったほかは、実施例1〜3とその比較例とされたベースブレードの場合と同様、コーティング層2が被覆されていないベースブレードに対してコーティング層2が被覆された実施例4〜6で差が小さく抑えられており、実施例4〜6同士ではコーティング層2が厚い実施例4、6でコーティング層2が薄い実施例5よりも小さな差に抑えられていた。また、切断長の増加に対する差の増大についても、ベースブレードでは切断長が長くなるのに従い切断幅の差も大きくなっているのに対し、実施例4〜6では切断長500m以上では安定する傾向を呈している。   From the results in Table 3, the difference in the cutting width was the same as in the case of the base blades in Examples 1 to 3 and the comparative example, except that the difference at the cutting length of 100 m in Example 5 was large. The difference is suppressed small in Examples 4 to 6 in which the coating layer 2 was coated with respect to the base blade not coated with the layer 2, and in Examples 4 to 6, the coating layer 2 was thick. Thus, the difference was smaller than in Example 5 where the coating layer 2 was thin. Further, regarding the increase in the difference with respect to the increase in the cutting length, the difference in the cutting width increases as the cutting length increases in the base blade, whereas in Examples 4 to 6, the cutting length tends to be stable at 500 m or more. Presents.

さらに、表4の結果より、バリの大きさについても、コーティング層2が被覆されていないベースブレードに対してコーティング層2が被覆された実施例4〜6で小さく抑えられており、実施例4〜6同士ではコーティング層2の厚さtが砥粒4の平均粒径の1/2以下の実施例4、5で小さく、これより厚い実施例6ではやや大きくなる傾向にあった。なお、バリの大きさ自体はベースブレードも含めて切断長に関わらず略一定の傾向となった。   Further, from the results of Table 4, the size of the burr is also suppressed to be small in Examples 4 to 6 in which the coating layer 2 is coated on the base blade not coated with the coating layer 2. The thickness t of the coating layer 2 was small in Examples 4 and 5 where the thickness t of the coating layer 2 was 1/2 or less of the average particle diameter of the abrasive grains 4, and in the thicker Example 6, the thickness t tended to be slightly larger. Note that the size of the burr itself, including the base blade, tended to be almost constant regardless of the cutting length.

本発明の一実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows one Embodiment of this invention. 図1におけるZZ断面図である。It is ZZ sectional drawing in FIG. 図2に示す断面図の外周縁部周辺を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the outer periphery part periphery of sectional drawing shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 砥粒層
1A 砥粒層1の側面
2 コーティング層
3 金属めっき相
4 超砥粒(砥粒)
W 砥粒層1の半径方向の幅
X コーティング層2の半径方向の幅
t コーティング層2の厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Abrasive grain layer 1A Side surface of abrasive grain layer 1 2 Coating layer 3 Metal plating phase 4 Super abrasive grain (abrasive grain)
W Radial width of abrasive layer 1 X Radial width of coating layer 2 t Thickness of coating layer 2

Claims (4)

金属めっき相に砥粒を分散してなる円形薄板状の砥粒層を備え、この砥粒層の側面にはTiNよりなるコーティング層が被覆されていることを特徴とする薄刃砥石。   A thin-blade grindstone comprising a circular thin plate-like abrasive grain layer in which abrasive grains are dispersed in a metal plating phase, and a coating layer made of TiN is coated on a side surface of the abrasive grain layer. 上記コーティング層は、上記砥粒層の外周から該砥粒層の半径方向の幅の1/2以上の幅で被覆されていることを特徴とする請求項1に記載の薄刃砥石。   2. The thin-blade grindstone according to claim 1, wherein the coating layer is coated with a width of ½ or more of a radial width of the abrasive grain layer from an outer periphery of the abrasive grain layer. 上記コーティング層は、上記砥粒の平均粒径の1/2以下の厚さで被覆されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薄刃砥石。   The thin-blade grindstone according to claim 1 or 2, wherein the coating layer is coated with a thickness of ½ or less of an average particle diameter of the abrasive grains. 上記コーティング層は、PVD法により被覆されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の薄刃砥石。   The thin-blade grindstone according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating layer is coated by a PVD method.
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