JP2013154425A - 切断用ブレード - Google Patents

Abstract

【課題】切断抵抗を低減させ、切粉の排出性を高めることでチッピング等の発生を抑制でき、これにより切断速度を高めることができ、かつ、高品位な切断加工を安定して維持できる切断用ブレードを提供すること。
【解決手段】円形薄板状のブレード本体１を有する切断用ブレード１０であって、前記ブレード本体１は、ボンド相２に砥粒３及びフィラー４が分散された基層１１と、前記基層１１に、前記ブレード本体１の厚さ方向の外側から積層される被覆層１２と、を備え、前記基層１１のフィラー４は、仮想四面体の中心から各頂点に向かって針状部が四方に延びた３次元形状体を少なくとも含み、前記基層１１のボンド相２には、気孔６が分散されており、前記被覆層１２には、気孔６が形成されていないことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）や石英、水晶等の硬脆材料の精密切断加工に使用される切断用ブレードに関する。

従来、半導体製品などに用いられる酸化アルミニウムや石英、水晶等の硬脆材料（被切断材）に溝加工を施したり、切断することによって個片化したりする加工（以下、これらの加工を総じて切断又は切断加工と言う）には、高精度が要求されており、このような切断加工には、円形薄板状のブレード本体を有する切断用ブレードが使用されている。ブレード本体のボンド相には、ダイヤモンドやｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）からなる砥粒が分散されている（例えば、下記特許文献１〜３を参照）。

とりわけ、被切断材として、チッピングやクラック、角欠け等（以下、チッピング等と省略）が生じやすい前記硬脆材料を精密切断加工する場合には、被切断材に及ぼされる加工負荷の衝撃を緩和するため、ボンド相が弾性のある樹脂結合剤相からなるレジンボンド砥石を用いて、チッピング等を抑制している（例えば、下記特許文献３を参照）。

特開２００８−４９４１２号公報 特開２００３−３００１６６号公報 特開平９−１１７８６３号公報

ところで、上記特許文献３の切断用ブレードにおいては、被切断材の加工品位を確保できるが、その一方で、より切断速度を高めることに改善の余地があった。切断速度を高めるためには、例えば、ブレード本体のボンド相に気孔を分散させることが考えられる。このように気孔が分散されたポーラス状（多孔質状）のブレード本体においては、被切断材と、被切断材に切り込む該ブレード本体の外周端縁（切れ刃）との切断抵抗を低減でき、切粉（切断により生じる切屑）の排出性も高められるため、チッピング等が抑制されて、切断速度を高めることができるのである。

しかしながら、ボンド相が樹脂結合剤相等からなる比較的軟らかいブレード本体においては、該ブレード本体の切れ刃が早期に摩耗して刃痩せが生じやすい。すなわち、切断加工によって、ブレード本体の切れ刃が径方向外側に向かうに従い漸次薄肉となる現象が早期に生じやすくなる。このような刃痩せが生じると、チッピング等が生じやすくなり、加工品位を安定して維持することが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切断抵抗を低減させ、切粉の排出性を高めることでチッピング等の発生を抑制でき、これにより切断速度を高めることができ、かつ、高品位な切断加工を安定して維持できる切断用ブレードを提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、円形薄板状のブレード本体を有する切断用ブレードであって、前記ブレード本体は、ボンド相に砥粒及びフィラーが分散された基層と、前記基層に、前記ブレード本体の厚さ方向の外側から積層される被覆層と、を備え、前記基層のフィラーは、仮想四面体の中心から各頂点に向かって針状部が四方に延びた３次元形状体を少なくとも含み、前記基層のボンド相には、気孔が分散されており、前記被覆層には、気孔が形成されていないことを特徴としている。

本発明の切断用ブレードによれば、ブレード本体の基層には、フィラーとして、四面体（仮想四面体）の中心から各頂点に向かって針状部が四方に延びた、いわゆるテトラポッド（登録商標）に近似した形状とされた３次元形状体が少なくとも含まれ、該３次元形状体は、方向性がなくどの方向から見ても全体の長さや幅は変わらないようになっている。
このため、このようなフィラーが添加された基層のボンド相は、異方性（ここで言う異方性とは、例えば従来の針状又は繊維状のフィラーが製造時の成形等により所定方向に配列されるような状態を差す）が緩和されることとなり、どの方向に対しても略同一の耐摩耗性を確保でき、結果的に耐摩耗性に優れるものとなる。また、成型後のボンド相においては、特定方向への収縮率が高くなるといった事態を回避でき、製品としての寸法精度の向上が図れる。これに伴い、切断性能が向上するとともに、被切断材の加工品位が高められる。

また、基層のボンド相に気孔が分散配置されていることにより、被切断材と、該被切断材に切り込むブレード本体の外周端縁（切れ刃）のうち特に外周面との切断抵抗を低減でき、さらに、切粉の排出性をも高めることができる。よって、切断した被切断材におけるチッピング等の発生を抑制できる。

そして、基層のボンド相に３次元形状体であるフィラーと、気孔とが分散されていることによって、下記の格別顕著な効果が得られる。
すなわち、切断用ブレードの製造時に、例えばスラリー状とされたボンド相素材内を浮力などにより意図せず気孔が移動するようなことが３次元形状体により規制されて、製造された切断用ブレードにおいては、これら気孔が、ボンド相に偏析するようなことが防止されるとともに、略均一に分散配置される。これにより、上述した切断抵抗を低減する効果が、ブレード本体の切れ刃において均一に得られることになり、切断加工がより高精度に安定して行える。

また、ブレード本体の被覆層には、気孔が形成されていないので、該被覆層を基層に比べて容易に高硬度に形成でき、該ブレード本体の切れ刃における側面摩耗を抑制できる。すなわち、ブレード本体の側面における耐摩耗性が高められるため、刃痩せを効果的に防止でき、これによりチッピング等が長期に亘り抑制されて、加工品位を安定して維持できるのである。

従って、本発明の切断用ブレードによれば、切断抵抗を低減でき、切粉の排出性を高めることができるとともに、チッピング等の発生を抑制でき、これにより切断速度を高めることができ、かつ、安定して高品位な切断加工を維持できる。

また、本発明の切断用ブレードにおいて、前記気孔は、内部に気孔を有する中空ビーズ体が前記ボンド相に分散されて形成されていることとしてもよい。

この場合、基層において、中空ビーズ体がボンド相内を移動することが３次元形状体によって規制されるとともに、該中空ビーズ体の気孔が、ボンド相に略均一に分散配置されて、上述した効果が簡単かつ確実に得られることになる。

また、本発明の切断用ブレードにおいて、前記被覆層は、前記基層よりも硬度が高いこととしてもよい。

この場合、上述した刃痩せを防止する効果が簡単かつ確実に得られる。

また、本発明の切断用ブレードにおいて、前記被覆層の厚さが、２〜２０μｍの範囲内であることとしてもよい。

この場合、上述した被覆層による刃痩せ防止効果が、より顕著となる。
具体的に、被覆層の厚さが２μｍ未満である場合、上述したブレード本体の側面摩耗を抑制する効果が得られにくくなる可能性がある。また、被覆層の厚さが２０μｍを超える場合、基層に気孔を分散した効果（切断抵抗の低減）が得られにくくなるとともに、チッピング等が抑制されにくくなる可能性がある。

また、本発明の切断用ブレードにおいて、前記気孔の、前記基層に占める体積比率が、１０〜７０％であることとしてもよい。

この場合、工具寿命を確保しつつも、切断抵抗を低減させ、切粉の排出性を高める効果がより顕著となる。
具体的に、基層に占める気孔の体積比率が１０％未満である場合、被切断材と、該被切断材に切り込むブレード本体の切れ刃のうち基層の露出部分（外周面におけるブレード厚さ方向の中央）との接触面積が大きくなり、上述した効果が得られにくくなる可能性がある。
また、基層に占める気孔の体積比率が７０％を超える場合、切断時のブレード本体の摩耗量が大きくなり、工具寿命が短くなる可能性がある。
従って、気孔の、基層に占める体積比率は、１０〜７０％であることが好ましい。

また、本発明の切断用ブレードにおいて、前記フィラーの、前記基層に占める体積比率が、１０〜４０％であることとしてもよい。

この場合、切断用ブレードの製造時におけるスラリー（基層素材）のシート成形性を確保しつつも、フィラーの３次元形状体による、ボンド相内を気孔が移動することを規制する作用効果が、より顕著となる。
具体的に、基層に占めるフィラーの体積比率が１０％未満である場合、該フィラーの３次元形状体によって気孔の移動を規制する効果が得られにくくなるとともに、ボンド相に気孔が均一に分散されにくくなる可能性がある。
また、基層に占めるフィラーの体積比率が４０％を超える場合、製造時に作製されるスラリーの粘度が高くなり、シート成形しにくくなる可能性がある。
従って、フィラーの、基層に占める体積比率は、１０〜４０％であることが好ましい。
また、基層に占めるフィラーの体積比率が上述の範囲内とされることで、該フィラーの３次元形状体が有する機能、つまり異方性を緩和する機能を十分発揮できるとともに該機能が過剰となるようなことも防止され、もって、耐摩耗性並びに切断性能のさらなる向上が図れるとともに、チッピング等の発生も確実に抑えることができる。

本発明の切断用ブレードによれば、切断抵抗を低減でき、切粉の排出性を高めることができるとともに、チッピング等の発生を抑制でき、これにより切断速度を高めることができ、かつ、高品位な切断加工を安定して維持できる。

本発明の一実施形態に係る切断用ブレードを示す側面図である。 図１の切断用ブレードのブレード本体における外周端縁（切れ刃）を拡大して示す断面図である。 図１の切断用ブレードの基層に用いられる酸化亜鉛の結晶構造体の各種形状を説明する斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る切断用ブレード１０について、図面を参照して説明する。
本実施形態の切断用ブレード１０は、半導体デバイス（電子材料部品）に用いられる例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英、水晶等の硬脆材料を被切断材とした精密切断加工に使用されるものである。具体的に、この切断用ブレード１０は、例えば発振子等、強ピッチで溝加工を必要とされる分野や、切断することによって個片化する製法をとる電子材料製造分野に適している。

図１に示されるように、切断用ブレード１０は、軸線Ｏを中心とした円形薄板状をなし、厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度とされたブレード本体１を有している。また、ブレード本体１の中央部には、このブレード本体１の軸線Ｏを中心とした円形をなし、該ブレード本体１を厚さ方向（図２における左右方向）に貫通する取付孔８が形成されており、このためブレード本体１は、厳密には円環薄板状を呈している。

特に図示しないが、切断用ブレード１０は、ブレード本体１がフランジを介して切断装置の主軸に取り付けられて、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、該ブレード本体１においてフランジより径方向外側に突出された外周端縁（切れ刃）で被切断材を切断する。

図２に示されるように、ブレード本体１の切れ刃は、該ブレード本体１の厚さと等しい極小さな幅の外周面１Ａと、該ブレード本体１の軸線Ｏ方向を向く両側面１Ｂにおける外周縁部と、外周面１Ａ及び側面１Ｂの交差稜線部分であるエッジ部とによって形成されている。

そして、ブレード本体１は、ボンド相２に砥粒３、フィラー４及び粉末状のフィラー５が分散された基層１１と、該基層１１に、ブレード本体１の厚さ方向の外側から積層される被覆層１２と、を備えている。

基層１１において、ボンド相２は、フェノール樹脂やポリイミド樹脂等の合成樹脂を主成分とした樹脂結合剤相（レジンボンド）である。
砥粒３は、ダイヤモンド砥粒及びｃＢＮ砥粒の少なくともいずれかからなる。基層１１のボンド相２において、複数の砥粒３同士は、互いの間隔が均一となるように分散されている。

フィラー４は、仮想四面体の中心から各頂点に向かって針状部が四方に延びた３次元形状体を少なくとも含んでいる。フィラー４は、金属酸化物の結晶構造体からなり、図３（ａ）〜（ｄ）に示されるように、種々の形状のものが含まれる。本実施形態のフィラー４は、酸化亜鉛の結晶構造体である。

図３（ａ）に示されるフィラー４は、仮想の正四面体あるいは単なる四面体の中心から各頂点に向かって針状部４ａａが四方に延びた３次元結晶構造のフィラー（３次元形状体）４ａである。図３（ｂ）に示されるフィラー４は、前記３次元結晶構造のフィラー４ａにおいて、４本ある針状部４ａａのうちの１本が形成されていない（根元から折れた）形状のフィラー４ｂである。図３（ｃ）に示されるフィラー４は、前記３次元結晶構造のフィラー４ａにおいて、４本ある針状部４ａａのうちの２本が形成されていない形状のフィラー４ｃである。図３（ｄ）に示されるフィラー４は、板状に形成されたフィラー４ｄである。
フィラー４には、上述したもの以外に、前記３次元結晶構造のフィラー４ａにおける針状部４ａａ（またはその先端部分）が折れてなる、単なる針状のフィラーも含まれる。

前記仮想の正四面体あるいは単なる四面体の中心から各頂点に向かって針状部４ａａが四方に延びた３次元結晶構造のフィラー４ａは、亜鉛を所定雰囲気中で酸化熱処理することで得られる単結晶体である。また、このフィラー４ａは、針状部４ａａの平均繊維長が１０μｍ、比重が５．７８、かさ比重が０．１、融点が２０００℃、昇華点が１７２０℃、熱膨張係数が３．１８×１０^−６℃の性質を有する。

また、前記３次元結晶構造のフィラー４ａは、針状部４ａａの長さが０．１μｍ〜１００μｍの範囲とされている。
また、前記酸化亜鉛の結晶構造体からなるフィラー４のうち、前記３次元結晶構造のフィラー４ａと酸化亜鉛の結晶構造体からなる他の形状のフィラー（４ｂ、４ｃ、４ｄ）との体積比は、１０：９０〜９０：１０の範囲に設定されている。
そして、金属酸化物の結晶構造体からなるフィラー４の、基層１１に占める体積比率は、１０〜４０％である。

また、粉末状のフィラー５は、酸化亜鉛の結晶構造のフィラー４よりも硬度が高い例えばＷＣからなる。粉末状のフィラー５は、平均粒径が０．１〜５μｍ程度であり、モース硬度がおおよそ８であって、モース硬度が５〜６程度である前記３次元結晶構造のフィラー４ａに比べて高い硬度となっている。
金属酸化物の結晶構造体からなるフィラー４同士、及び、粉末状のフィラー５同士は、ボンド相２にそれぞれ略均一に分散されている。

図２において、基層１１のボンド相２には、気孔６が分散されている。
気孔６は、内部に気孔を有する中空ビーズ体７がボンド相２に分散されて形成されている。このような中空ビーズ体７としては、内部に空隙が形成された公知のガラスビーズ等を用いることができる。これら気孔６（中空ビーズ体７）同士は、ボンド相２に略均一に分散されている。
そして、気孔６の、基層１１に占める体積比率は、１０〜７０％である。

被覆層１２は、基層１１をブレード本体１の厚さ方向の両外側から挟むように、一対設けられている。被覆層１２は、例えば、Ｎｉなどの無電解めっき、ガラスコーティング、又は基層１１のボンド相２を構成する樹脂材料と同一の材料あるいは前記樹脂材料と同等以上の硬度を有する樹脂材料等により形成されている。
そして、被覆層１２には、気孔が形成されておらず、また被覆層１２は、基層１１よりも硬度が高くされている。本実施形態では、被覆層１２の厚さは、２〜２０μｍの範囲内とされている。

図２に示される例では、被覆層１２にも砥粒３が分散されている。被覆層１２が、例えば樹脂材料等からなる場合には、本実施形態のように砥粒３が分散されていることが好ましい。一方、被覆層１２が、例えば金属めっきやガラスコーティング等からなる場合には、砥粒３が分散されていなくても構わない。
被覆層１２においても、砥粒３同士は略均一に分散されている。

このように構成された切断用ブレード１０は、取付孔８に切断装置の主軸が挿入された上で、両側面１Ｂの内周部が厚さ方向の両側からフランジによって挟み込まれることにより、この主軸にブレード本体１が同軸に固定されて軸線Ｏを中心に回転させられ、フランジから径方向外側に突出された外周端縁（切れ刃）が被切断物に切り込まれて、該被切断物を切断する。尚、切断時には、被切断物の切断部位に向けてクーラントが例えばミスト状に供給される。

次に、上述した切断用ブレード１０の製造方法について説明する。

[スラリー形成工程]
まず、基層１１となるスラリーを作製する。
例えばフェノール樹脂（ボンド相２）素材を所定量秤量し、ＩＰＡ溶媒を１０ｍｌ加えてフェノール樹脂素材を溶解させる。次に、溶解させた樹脂溶液に、上述した砥粒３、酸化亜鉛の結晶構造体からなるフィラー４、ＷＣからなる粉末状のフィラー５、及び中空ガラスビーズからなり、内部に気孔を有する中空ビーズ体７を添加して混ぜ合わせることにより、スラリーを形成する。ここで、上記フィラー４には、仮想四面体の中心から各頂点に向かって針状部４ａａが四方に延びた３次元結晶構造のフィラー（３次元形状体）４ａが少なくとも含まれる。尚、上記中空ビーズ体７としては、例えば、製品名：グラスバブルズＳ６０ＨＳ（住友スリーエム株式会社）を用いることができる。
また、上記樹脂溶液に、シランカップリング剤を混合してもよい。

[成形工程]
次いで、上記スラリーを、ドクターブレード法により、例えば厚さ０．３ｍｍのシート状に成形する。
このシートを乾燥させた後、該シートから直径７０ｍｍの円板状ブレードをくり抜くことにより、基層１１素材を形成する。

[圧縮工程]
次いで、上記基層１１素材を、ホットプレスにて圧縮成型する。成型条件は、例えば、熱板２００℃、１８０℃雰囲気で３０分間、圧力１０ｔｏｎである。

[研削工程]
こうして基層１１素材を圧縮成型したものを、所定サイズとなるように外周部と内周部を切断あるいは研削加工する。

[被覆層形成工程]
本実施形態では、被覆層１２を形成する工程として、無電解めっきを用いている。
具体的に、この被覆層形成工程は、表面洗浄工程と、エッチング工程と、キャタリスト工程と、めっき工程とを備えている。

表面洗浄工程では、基層１１素材の表面に付着している油脂等を除去する。この洗浄条件としては、例えば、界面活性剤１ｇ／Ｌ、９８％硫酸２０％、温度５０℃、時間１０分である。
エッチング工程では、基層１１素材の表面を化学的に粗化する。このエッチング条件としては、例えば、三酸化クロム４００ｇ／Ｌ、９８％硫酸４００ｇ／Ｌ、三価クロム１０ｇ／Ｌ、温度７０℃、処理時間１０分である。
キャタリスト工程では、基層１１素材の表面に、無電解めっきの核となる触媒金属を吸着させる。このキャタリスト条件としては、例えば、商品名：ブラウンシューマーＩ（登録商標）（日本カニゼン株式会社製）、温度３０℃、時間３分である。
めっき工程では、基層１１素材の表面に、無電解めっきを形成する。このめっき条件としては、例えば、無電解銅めっき３０℃・１５分、無電解Ｎｉめっき４０℃・１０分である。

また、被覆層１２をガラスコーティングにより形成する場合は、上記被覆層形成工程を、公知のコーティング工程等とすればよい。
また、被覆層１２を樹脂材料で形成する場合は、上述のスラリー形成工程及び成形工程にて、樹脂溶液に砥粒３を添加して混ぜ合わせたスラリーを別途用意し、該スラリーをシート状に成形してなる被覆層１２素材を、上記基層１１素材に積層させて、圧縮工程で圧縮成型すればよい。

このようにして、所望形状の切断用ブレード１０を得ることができる。
尚、上述した各工程における材料の種類や名称、成形寸法、各種条件等は、本実施形態に限定されるものではない。

以上説明した本実施形態の切断用ブレード１０によれば、ブレード本体１の基層１１には、フィラー４として、四面体（仮想四面体）の中心から各頂点に向かって針状部４ａａが四方に延びた、いわゆるテトラポッド（登録商標）に近似した形状とされた３次元結晶構造のフィラー（３次元形状体）４ａが少なくとも含まれ、該フィラー４ａは、方向性がなくどの方向から見ても全体の長さや幅は変わらないようになっている。
このため、このようなフィラー４ａが添加された基層１１のボンド相２は、異方性（ここで言う異方性とは、例えば従来の針状又は繊維状のフィラーが製造時の成形等により所定方向に配列されるような状態を差す）が緩和されることとなり、どの方向に対しても略同一の耐摩耗性を確保でき、結果的に耐摩耗性に優れるものとなる。また、成型後のボンド相２においては、特定方向への収縮率が高くなるといった事態を回避でき、切断用ブレード１０の製品としての寸法精度の向上が図れる。これに伴い、切断性能が向上するとともに、切断されたチップ（被切断材）の加工品位が高められる。

また、基層１１のボンド相２に気孔６が分散配置されていることにより、被切断材と、該被切断材に切り込むブレード本体１の外周端縁（切れ刃）のうち特に外周面１Ａとの切断抵抗を低減でき、さらに、切粉の排出性をも高めることができる。よって、切断した被切断材におけるチッピング等の発生を抑制できる。

そして、基層１１のボンド相２に３次元形状体であるフィラー４ａと、気孔６とが分散されていることによって、下記の格別顕著な効果が得られる。
すなわち、切断用ブレード１０の製造時に、例えばスラリー状とされたボンド相２素材内を浮力などにより意図せず気孔６（つまり中空ビーズ体７）が移動するようなことが３次元形状体であるフィラー４ａにより規制されて、製造された切断用ブレード１０においては、これら気孔６が、ボンド相２に偏析するようなことが防止されるとともに、略均一に分散配置される。これにより、上述した切断抵抗を低減する効果が、ブレード本体１の切れ刃において均一に得られることになり、切断加工がより高精度に安定して行える。

また、ブレード本体１の被覆層１２には、気孔６が形成されていないので、該被覆層１２を基層１１に比べて容易に高硬度に形成でき、該ブレード本体１の切れ刃における側面１Ｂ摩耗を抑制できる。すなわち、ブレード本体１の側面１Ｂにおける耐摩耗性が高められるため、刃痩せを効果的に防止でき、これによりチッピング等が長期に亘り抑制されて、加工品位を安定して維持できるのである。

従って、本実施形態の切断用ブレード１０によれば、切断抵抗を低減でき、切粉の排出性を高めることができるとともに、チッピング等の発生を抑制でき、これにより切断速度を高めることができ、かつ、安定して高品位な切断加工を維持できる。

また、本実施形態の気孔６は、内部に気孔を有する中空ビーズ体７がボンド相２に分散されて形成されているので、基層１１において、該中空ビーズ体７がボンド相２内を移動することが３次元形状体であるフィラー４ａによって規制されることで、該中空ビーズ体７の気孔６が、ボンド相２に略均一に分散配置されて、上述した効果が簡単かつ確実に得られることになる。

また、被覆層１２は、基層１１よりも硬度が高いので、上述した刃痩せを防止する効果が簡単かつ確実に得られる。

また、被覆層１２の厚さが、２〜２０μｍの範囲内であるので、上述した被覆層１２による刃痩せ防止効果が、より顕著となる。
具体的に、被覆層１２の厚さが２μｍ未満である場合、上述したブレード本体１の側面１Ｂ摩耗を抑制する効果が得られにくくなる可能性がある。また、被覆層１２の厚さが２０μｍを超える場合、基層１１に気孔６を分散した効果（切断抵抗の低減）が得られにくくなるとともに、チッピング等が抑制されにくくなる可能性がある。

また、気孔６の、基層１１に占める体積比率が、１０〜７０％であるので、工具寿命を確保しつつも、切断抵抗を低減させ、切粉の排出性を高める効果がより顕著となる。
具体的に、基層１１に占める気孔６の体積比率が１０％未満である場合、被切断材と、該被切断材に切り込むブレード本体１の切れ刃のうち基層１１の露出部分（外周面１Ａにおけるブレード厚さ方向の中央）との接触面積が大きくなり、上述した効果が得られにくくなる可能性がある。
また、基層１１に占める気孔６の体積比率が７０％を超える場合、切断時のブレード本体１の摩耗量が大きくなり、工具寿命が短くなる可能性がある。
従って、気孔６の、基層１１に占める体積比率は、１０〜７０％であることが好ましい。

また、金属酸化物の結晶構造体からなるフィラー４の、基層１１に占める体積比率が、１０〜４０％であるので、切断用ブレード１０の製造時におけるスラリー（基層１１素材）のシート成形性を確保しつつも、該フィラー４の３次元形状体４ａによる、ボンド相２内を気孔６が移動することを規制する作用効果が、より顕著となる。
具体的に、基層１１に占めるフィラー４の体積比率が１０％未満である場合、該フィラー４の３次元形状体４ａによって気孔６の移動を規制する効果が得られにくくなるとともに、ボンド相２に気孔６が均一に分散されにくくなる可能性がある。
また、基層１１に占めるフィラー４の体積比率が４０％を超える場合、製造時に作製されるスラリーの粘度が高くなり、シート成形しにくくなる可能性がある。
従って、フィラー４の、基層１１に占める体積比率は、１０〜４０％であることが好ましい。
また、基層１１に占めるフィラー４の体積比率が上述の範囲内とされることで、金属酸化物の結晶構造体のうち３次元結晶構造のフィラー４ａが有する機能、つまり異方性を緩和する機能を十分発揮できるとともに該機能が過剰となるようなことも防止され、もって、耐摩耗性並びに切断性能のさらなる向上が図れるとともに、チッピング等の発生も確実に抑えることができる。

また、本実施形態では、ボンド相２に分散されるフィラーとして、酸化亜鉛の結晶構造のフィラー４の他に、この結晶構造のフィラーよりも硬度が高い粉末状のフィラー５も用いている。このような切断用ブレード１０では、樹脂結合剤相であるボンド相２が適宜摩耗することによって常に新たな砥粒３が露出し、自生発刃作用が促されるので、長期間にわたって良好な切断が可能になる。
尚、ボンド相２に、酸化亜鉛の結晶構造のフィラー４のみで比較的硬度が高いＷＣからなる粉末状のフィラー５を有さない場合には、ボンド相２の摩耗が必要以上に進んでしまい、切断用ブレード１０としての寿命が短くなってしまう可能性がある。
本実施形態では、フィラーとして、酸化亜鉛の結晶構造フィラー４の他に該結晶構造のフィラー４よりも硬度が高いＷＣ粉末状のフィラー５を用いているので、ボンド相２の摩耗が進むのを適宜抑えることができ、これによって、前述したように切断性能の向上並びにチッピング等の発生を抑制する他、長寿命化を図ることもできる。

また、前記３次元結晶構造のフィラー４ａは、針状部４ａａの長さが０．１μｍ〜１００μｍの範囲とされている。これにより、このフィラーの特有の効果である異方性を緩和する効果を十分発揮することができる。
尚、針状部４ａａの長さが０．１μｍ未満であると、フィラーとしての大きさを確保することができず、該フィラーを添加する際の効果である、機械的強度を補う効果が得られにくくなる。また、針状部４ａａの長さが１００μｍを超えると、針状部４ａａ自体が損傷しやすくなり、例えばボンド相２に添加する際あるいは成型時において、針状部４ａａが折れたりあるいは曲がったりするおそれがあり、３次元結晶構造の利点が得られにくくなる。

また、前記３次元結晶構造のフィラー４ａは、金属酸化物の結晶構造体からなっている。このような金属酸化物の結晶構造体であると、前記３次元結晶構造のフィラー４ａを容易に得ることができる。例えば、前述したように、亜鉛を所定雰囲気中で酸化熱処理することで、仮想四面体の中心から各頂点に向かって針状部４ａａが四方に延びた３次元結晶構造のフィラー４ａを容易に得ることができる。

ここで、金属酸化物の結晶構造体のフィラー４ａは、損傷されやすいものが多く、例えば針状部４ａａが折れるなどして、その全体形状が変わる場合がある。しかしながら、本実施形態では、３次元結晶構造のフィラー４ａと金属酸化物の結晶構造体からなる他の形状のフィラーとの体積比が１０：９０〜９０：１０の範囲に設定されており、この範囲内であれば、３次元結晶構造のフィラー４ａの特徴である異方性を緩和する機能を十分発揮できる。

また、ボンド相２中にＷＣの微細な粉末状のフィラー５を分散配置させているが、これらの微細な粉末状のフィラー５は、通常、ボンド相２中で局所的に偏在する傾向となる。しかしながら、本実施形態では、ボンド相２中にシランカップリング剤を混入しており、このシランカップリング剤がそれら微細な粉末状のフィラー５とボンド相２との間に介在されることとなり、これにより微細な粉末状のフィラー５の局所的な偏在が解消され、それら微細な粉末状のフィラー５をボンド相２中で均一に分散配置させることができる。

また、前記３次元結晶構造のフィラー４ａの表面はシランカップリング剤で予めコーティング処理されていることが好ましい。これは以下の理由からである。
３次元結晶構造のフィラー４ａの表面に微細な凹凸が生じており、この凹凸のうち凹所の底部にはボンド相２が進入しにくい。しかしながら、３次元結晶構造のフィラー４ａの表面がシランカップリング剤で予めコーティンされていると、３次元結晶構造のフィラー４ａの表面の濡れ性が改善されて、ボンド相２と十分なじむこととなり、このため、３次元結晶構造のフィラー４ａの表面の凹所の底部にまで、ボンド相２が進入する。この結果、ボンド相２の３次元結晶構造のフィラー４ａに対する保持力が高まり、３次元結晶構造のフィラー４ａがボンド相２からむやみに脱落するのを回避できる。
尚、３次元結晶構造のフィラー４ａの表面をシランカップリング剤で予めコーティング処理する方法としては、公知の乾式処理法やスラリー法が採用される。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、ブレード本体１の基層１１として、砥粒３、フィラー４、５及び気孔６がボンド相２に分散されたものが１層設けられているとしたが、このような基層１１が複数積層されていてもよい。
また、被覆層１２が、基層１１をブレード厚さ方向の両外側から覆うように一対設けられているとしたが、基層１１の両外側のうち一方のみに被覆層１２が設けられていてもよい。ただし、本実施形態のように、基層１１の両外側に被覆層１２がそれぞれ設けられることにより、ブレード本体１の切断性能が安定し、変形や反りも抑制されることから、好ましい。

また、前述の実施形態は、ボンド相２としてフェノール樹脂よりなる樹脂結合剤相を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、フェノール樹脂以外の樹脂材料を主成分とする樹脂結合剤相や、セラミックス質の結合剤相を用いたビトリファイドボンドであっても本発明を適用可能である。

また、ボンド相２に添加されるフィラーとしては、必ずしも、酸化亜鉛の結晶構造体からなるフィラー４に限られることなく、酸化亜鉛以外の金属酸化物の結晶構造体を添加してもよい。また、金属酸化物の結晶構造体以外のフィラーとしても、ＷＣからなる粉末状のフィラー５に限られることなく、例えばＴｉやＴｉＮ、もしくはカーボン等からなる導電性を持つ粉状体や、更にウィスカーあるいはグラスファイバ等を加えてもよい。さらに、フィラーに、粉末状のフィラー５は含まれなくても構わない。

また、前述の実施形態では、切断用ブレード１０が、被切断材として例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英、水晶等の硬脆材料の切断に使用されると説明したが、それ以外の電子部品材料からなる被切断材であってもよい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。

この実施例では、ブレード本体１の被覆層１２の厚さと、チッピング量及び角欠けとの関係について、確認を行った。
具体的には、上述の実施形態の製造方法により切断用ブレードを複数作製し、これら切断用ブレードのうち、基層１１のボンド相２に気孔６を有するものと、有しないものとを作製し、上記ボンド相２に気孔６を有しないものを比較例１とした。また、ボンド相２に気孔６を有するもののうち、基層１１に被覆層１２が積層されていないものを比較例２とした（尚、比較例１にも被覆層１２は形成していない）。そして、上述した実施形態に準ずる切断用ブレード１０、すなわちブレード本体１の基層１１に気孔６が分散され、かつ、該基層１１に被覆層１２が積層されたものを作製し、被覆層１２の厚さを、１μｍ、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍとして、この順に実施例１〜７とした。尚、基層１１の組成（気孔６分を含めない体積比率）としては、砥粒３を２５％、ＺｎＯ（フィラー４）を７．５％、ＷＣ（フィラー５）を１８．７５％とし、残部を、基層１１に占める気孔６の割合（気孔率）が４０％となるように設定された中空ビーズ体７及びフェノール系樹脂（ボンド相２）とした。また、ボンド相２に分散される砥粒３の集中度は、１００とした。また、被覆層１２は、上述の実施形態に準じて、無電解めっきにより形成した。

また切断条件については、使用ダイサー：Ａ−ＷＤ１０Ａ（株式会社東京精密製）、使用ワーク（被切断材）：アルミナ９６％、スピンドル（主軸）回転数：２１０００ｍｉｎ^−１、送り速度：５ｍｍ／ｓ、冷却水：周方向１．２１Ｌ／ｍｉｎ・両側面０．８１Ｌ／ｍｉｎとした。そして、切断して得られたチップにおける最大チッピング量と角欠けの有無について確認した。尚、上記最大チッピング量とは、切断加工によって、チップ内へ向けて意図せずカーフ端面から切り欠かれたチッピングのうち、最も大きいものの切り欠き量（深さ）を差し、上記角欠けの有無とは、矩形状に切り欠かれたチップにおける四隅のいずれか１つ以上に、折損（欠け）が有るか否かを差す。結果を表１に示す。

表１に示されるように、ブレード本体１の基層１１に被覆層１２が積層された実施例１〜７は、最大チッピング量がすべて４３μｍ以下となり、そのうち実施例１〜６については、角欠けも確認されなかった。なかでも、被覆層１２の厚さが２〜２０μｍとされた実施例２〜６では、最大チッピング量が３１μｍ以下となり、チッピング等を抑制する効果がより顕著となることが確認された。
一方、比較例１、２では、最大チッピング量が大きくなり、角欠けも確認された。なかでも、基層１１に気孔６を有しない比較例１では、最大チッピング量が最大となっていた。

１ ブレード本体
２ ボンド相
３ 砥粒
４ フィラー
４ａ ３次元結晶構造のフィラー（３次元形状体）
４ａａ 針状部
６ 気孔
７ 中空ビーズ体
１０ 切断用ブレード
１１ 基層
１２ 被覆層

Claims (6)

1. 円形薄板状のブレード本体を有する切断用ブレードであって、
   前記ブレード本体は、
   ボンド相に砥粒及びフィラーが分散された基層と、
   前記基層に、前記ブレード本体の厚さ方向の外側から積層される被覆層と、を備え、
   前記基層のフィラーは、仮想四面体の中心から各頂点に向かって針状部が四方に延びた３次元形状体を少なくとも含み、
   前記基層のボンド相には、気孔が分散されており、
   前記被覆層には、気孔が形成されていないことを特徴とする切断用ブレード。
2. 請求項１に記載の切断用ブレードであって、
   前記気孔は、内部に気孔を有する中空ビーズ体が前記ボンド相に分散されて形成されていることを特徴とする切断用ブレード。
3. 請求項１又は２に記載の切断用ブレードであって、
   前記被覆層は、前記基層よりも硬度が高いことを特徴とする切断用ブレード。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の切断用ブレードであって、
   前記被覆層の厚さが、２〜２０μｍの範囲内であることを特徴とする切断用ブレード。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の切断用ブレードであって、
   前記気孔の、前記基層に占める体積比率が、１０〜７０％であることを特徴とする切断用ブレード。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の切断用ブレードであって、
   前記フィラーの、前記基層に占める体積比率が、１０〜４０％であることを特徴とする切断用ブレード。

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