JP2018130791A - 研削ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の中心部分にむしれが発生することを抑制することができる研削ホイールを提供すること。【解決手段】研削ホイール１は、チャックテーブルに保持された被加工物２０１を研削する研削ユニットを構成する回転スピンドルの一端に設けられたホイールマウントに取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０と、を備える。研削砥石２０の研削面２２の面積は、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に徐々に少なく構成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、研削ホイールに関する。

円形の被加工物を研削する研削装置においては、チャックテーブルの上面の中心部を頂点として傘状に形成されたチャックテーブルに被加工物を保持させるとともにチャックテーブルを自転させ、被加工物の円半径部分に研削砥石を接触させて研削するインフィード研削を行っている（例えば、特許文献１参照）。そのため、被加工物の中心部分に、より多く研削砥石が接触し、他の領域に比べて多く研削されて被加工物の厚みが均一にならないという問題がある。

また、近年ではインダクタ、ノイズフィルタなどの各種電子機器の小型化、薄型化の要望に応えるべく、これら電子機器に使用されるコイル部品は、巻線状のコイル導体の外周を磁性体で被覆した構成となっているものが一般的となっている。磁性体は、例えば金属系の磁性粉と樹脂とを混合させて構成されており、コイルの外周側を被覆することで金属層を構成している。磁性粉としては、例えば直径２０μｍから３０μｍの磁性粉が用いられ、樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が用いられている（例えば、特許文献２参照）。このように構成される金属層は、その表面側を特許文献１に示された研削装置により研削されて、表面に磁性粉を露出させることで、磁力特性の向上を図っている。

特開２０１３−２１２５６１号公報 特開２００８−０７２０７３号公報

特許文献１に示された研削装置の研削ホイールは、被加工物の中心部分を他の領域に比べて研削しすぎる傾向であり、被加工物の中心部分が穴状局所的にえぐられ表面が荒れた状態となる所謂むしれが発生する傾向であった。

また、特許文献１に示された研削装置の研削ホイールは、被加工物として、特許文献２に示された金属層を研削しても、被加工物の中心部分を他の領域に比べて研削砥石が多く当接するために、中心部分にむしれが発生する傾向であった。また、特許文献１に示された研削装置の研削ホイールは、特許文献２に示された金属層を研削すると、被加工物の中心部分を他の領域に比べて研削しすぎる傾向であるために、中心部分の磁性粉を表面から脱落させてしまい、表面に露出する磁性粉を減少させて、金属層の磁力特性を低下させるといった問題が生じている。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物の中心部分にむしれが発生することを抑制することができる研削ホイールを提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研削ホイールは、チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段を構成する回転スピンドルの一端に設けられたホイールマウントに取り付けられるホイール基台と、該ホイール基台に略円環状に配設された複数の研削砥石と、を備える研削ホイールであって、該研削砥石の研削面の面積は、前記ホイール基台の内周側の面積から外周側に徐々に少なく構成されることを特徴とする。

また、前記研削ホイールにおいて、前記研削砥石は、一つのセグメント砥石から構成されても良い。

また、前記研削ホイールにおいて、前記研削砥石は、複数のセグメント砥石から構成される１つの砥石群でも良い。

また、前記研削ホイールにおいて、前記研削砥石は、前記ホイール基台の内周側から外周側に至る溝が形成されても良い。

また、前記研削ホイールにおいて、前記研削砥石の研削面の面積は、回転方向前側の面積よりも回転方向後側の面積の方が少なくても良い。

そこで、本願発明の研削ホイールは、被加工物の中心部分にむしれが発生することを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る研削ホイールを備える研削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係る研削ホイールの加工対象の被加工物の一例を示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係る研削ホイールの加工対象の被加工物の他の例を示す断面図である。 図４は、実施形態１に係る研削ホイールとチャックテーブルとを示す斜視図である。 図５は、実施形態１に係る研削ホイールなどを示す斜視図である。 図６は、実施形態１に係る研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。 図７は、実施形態２に係る研削ホイールの平面図である。 図８は、実施形態３に係る研削ホイールの平面図である。 図９は、実施形態４に係る研削ホイールの平面図である。 図１０は、図９に示された研削砥石の断面図である。 図１１は、実施形態５に係る研削ホイールの平面図である。 図１２は、実施形態６に係る研削ホイールの平面図である。 図１３は、実施形態７に係る研削ホイールの平面図である。 図１４は、実施形態８に係る研削ホイールの平面図である。 図１５は、本発明品１の研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。 図１６は、本発明品２の研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。 図１７は、比較例の研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。 図１８は、本発明品１の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分を拡大して示す図である。 図１９は、本発明品１の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分から離れた外縁部を拡大して示す図である。 図２０は、比較例の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分を拡大して示す図である。 図２１は、比較例の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分から離れた外縁部を拡大して示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る研削ホイールを備える研削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る研削ホイールの加工対象の被加工物の一例を示す斜視図である。図３は、実施形態１に係る研削ホイールの加工対象の被加工物の他の例を示す断面図である。図４は、実施形態１に係る研削ホイールとチャックテーブルとを示す斜視図である。

実施形態１に係る研削ホイール１は、図１に示す研削装置１００を構成する。研削装置１００は、被加工物２０１を研削して、薄化するものである。研削装置１００の加工対象である被加工物２０１は、実施形態１ではシリコン、サファイア、ガリウムヒ素、ＬＴ（ＬｉＴａＯ_３：タンタル酸リチウム）、又はＬＮ（ＬｉＮｂＯ_３：ニオブ酸リチウム）などを基板２０２とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物２０１は、図２に示すように、表面２０３の交差（実施形態１では、直交）する複数の分割予定ライン２０４によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス２０５が形成されている。被加工物２０１は、表面２０３の裏側の裏面２０６が研削されて、薄化される。また、本発明では、被加工物２０１は、石英ガラスなどで構成されたガラス基板でも良い。

また、研削装置１００は、図３に示す被加工物２０１−１を研削することができる。被加工物２０１−１は、図３に示すように、磁性粉２０７と、樹脂２０８とが混合され、樹脂２０８中に磁性粉２０７を分散させて構成されている。被加工物２００−１は、導体で構成されたコイルの外周を被覆して、コイルの低背化を可能とするものである。被加工物２００−１は、表面２０９が研削されて薄化されて、表面２０９に磁性粉２０７が露出されることにより磁力特性を向上する。

被加工物２０１を構成する磁性粉２０７は、純鉄（Ｆｅ）、カーボニル鉄（Ｆｅ−Ｃ）、けい素鋼（Ｆｅ−Ｓｉ）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、パーメンジュール（Ｆｅ−Ｃｏ）、スーパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ）、パーメンバー（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ（好ましくはセンダスト（通称））のうち一以上により構成される。

被加工物２０１を構成する樹脂２０８は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂により構成される。樹脂２０８を構成する熱硬化性樹脂は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリフェニレンエーテルオキサイド樹脂（ＰＰＯ）、ビスマレイミドトリアジンシアネートエステル樹脂、フマレート樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリビニルベンジルエーテル樹脂のうち一以上である。樹脂２０８を構成する熱可塑性樹脂は、超低密度ポリエチレン樹脂（ＶＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリブテン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、アイソタクチックポリスチレン樹脂、液晶ポリマーのうち一以上である。特に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）は、低誘電率で且つ低誘電正接であること、及び、耐薬品性に優れており且つ低吸水率であるため高信頼性を確保することができる点で好ましい。

研削装置１００は、図１に示すように、装置基台１０１と、チャックテーブル１１０と、研削手段である研削ユニット１２０と、加工送りユニット１３０と、切り込み送りユニット１４０とを備える。

チャックテーブル１１０は、被加工物２０１が保護部材２１０（図４に示す）を介して保持面１１１上に載置されて、被加工物２０１を保持するものである。チャックテーブル
１１０は、保持面１１１を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１１１に載置された被加工物２０１を吸引することで保持する。また。チャックテーブル１１０は、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転自在な支持基台１１２に支持されている。なお、Ｚ軸方向は、鉛直方向と平行である。

加工送りユニット１３０は、装置基台１０１上に設置され、チャックテーブル１１０を保持面１１１と平行な加工送り方向であるＹ軸方向に相対移動させるものである。加工送りユニット１３０は、チャックテーブル１１０を支持した支持基台１１２をＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１１０を研削ユニット１２０から離間した搬出入位置と研削ユニット１２０の下方の加工位置とに亘って移動させる。

切り込み送りユニット１４０は、装置基台１０１に立設するコラム１０２に固定され、研削ユニット１２０を保持面１１１と直交する切り込み送り方向であるＺ軸方向に移動させるものである。コラム１０２は、装置基台１０１の加工位置寄りの端部から立設した柱状に形成されている。切り込み送りユニット１４０は、研削ユニット１２０を下降させて研削ユニット１２０の研削ホイール１を加工位置のチャックテーブル１１０に保持された被加工物２０１に近付け、研削ユニット１２０を上昇させて研削ホイール１を加工位置のチャックテーブル１１０に保持された被加工物２０１から遠ざける。

加工送りユニット１３０及び切り込み送りユニット１４０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ１４１、ボールねじ１４１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ１４２及びチャックテーブル１１０又は研削ユニット１２０をＹ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール１４３を備える。

研削ユニット１２０は、切り込み送りユニット１４０によりチャックテーブル１１０に保持された被加工物２０１に研削ホイール１が押しつけられて、純水などの研削液を供給しながらチャックテーブル１１０に保持された被加工物２０１を研削するものである。研削ユニット１２０は、図１及び図４に示すように、切り込み送りユニット１４０によりＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング１２１と、スピンドルハウジング１２１内に軸心回りに回転自在に設けられた回転スピンドル１２２（図１に示す）と、回転スピンドル１２２の一端である下端に装着される研削ホイール１と、を備える。回転スピンドル１２２は、Ｚ軸方向と平行に配置され、図１及び図４に示すスピンドルモータ１２３により軸心回りに回転される。回転スピンドル１２２は、下端に研削ホイール１を装着する円盤状のホイールマウント１２４が取り付けられている。

次に、研削ホイール１を図面に基づいて説明する。図５は、実施形態１に係る研削ホイールなどを示す斜視図である。図６は、実施形態１に係る研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。

研削ホイール１は、図５及び図６に示すように、ホイールマウント１２４に取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０とを備える。ホイール基台１０は、ステンレス鋼又はアルミニウム合金により構成され、円環状に形成されている。

複数の研削砥石２０は、ホイール基台１０の加工位置に配置されたチャックテーブル１１０に対向する基台面である下面１１に配置されている。複数の研削砥石２０は、ホイール基台１０の下面１１に周方向に等間隔に配置されている。実施形態１において、各研削砥石２０は、金属、セラミックス又は樹脂等により構成される結合材（ボンド材ともいう）に、ダイヤモンド、又はＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を混合して一つの塊に形成された一つの所謂セグメント砥石から構成される。実施形態１において、研削砥石２０は、ボンド材としてビトリファイドボンドに、ダイヤモンドとＣＢＮを砥粒として混合したもので構成されているが、本発明では、ボンド材としてレジンボンドを用いても良い。

また、各研削砥石２０は、外周面に設けられた複数の段部２１によって、研削ホイール１の周方向の長さが研削ホイール１の外周に向かうに従って段階的に短く形成されている。各研削砥石２０は、研削ホイール１の周方向の長さが研削ホイール１の外周に向かうにしたがって段階的に短く形成されることにより、加工位置に配置されたチャックテーブル１１０に対向する研削面２２の面積が、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されている。また、複数の研削砥石２０は、同形状であり、研削面２２が同一平坦上に位置している。

また、複数の研削砥石２０は、研削時に回転する方向であるＺ軸方向と平行な軸心回りの図６等に矢印で示す回転方向２１１の前方側のホイール基台１０の径方向の長さが最も長く、後方側に向かうにしたがってホイール基台１０の径方向の長さが段階的に短くなっている。研削砥石２０の径方向の長さが回転方向２１１の後方側に向かうにしたがって段階的に短くなっていることにより、実施形態１に係る研削ホイール１の研削砥石２０の研削面２２の面積は、回転方向２１１前側の面積よりも回転方向２１１後側の面積の方が少なくなっている。

また、実施形態１において、研削砥石２０が含む砥粒の平均粒径は、０．２５μｍ以上で１００μｍ以下である。実施形態１において、研削砥石２０が含む砥粒は、仕上げ研削に用いるのに最適な砥粒であるが、粗研削に用いるのに最適な砥粒でも良い。即ち、実施形態１において、研削ホイール１は、仕上げ研削用の研削ホイールであるが、本発明では、仕上げ研削用に限定されなくても良く、例えば、粗研削用の研削ホイールでも良い。

このように構成された研削ホイール１は、回転スピンドル１２２の下端に設けられたホイールマウント１２４の下面にホイール基台１０を重ね、ホイール基台１０が図示しないボルトによりホイールマウント１２４に装着されることによって、ホイールマウント１２４に装着される。

前述した構成の研削ユニット１２０は、研削ホイール１で被加工物２０１を研削する際に、図６に示すように、研削砥石２０の外周面を含んだ外縁部２３がチャックテーブル１１０の保持面１１１に保持された被加工物２０１の中心２１２を通る位置に位置付けられる。研削ユニット１２０は、研削ホイール１が被加工物２０１に押し付けられた状態で被加工物２０１に研削液を供給しながら、チャックテーブル１１０とともに軸心回りに回転されて、被加工物２０１を研削する。なお、以下、中心２１２及び中心２１２付近を、被加工物２０１の中心部分と記す。研削ホイール１の研削砥石２０の外縁部２３が、研削時に、被加工物２０１の中心部分を通るので、被加工物２０１の中心部分には常に研削砥石２０が接触し、被加工物２０１がチャックテーブル１１０とともに軸心回りに回転するので、被加工物２０１の中心部分から離れた外縁部には常に研削砥石２０が接触することがない。

以上のように、実施形態１に係る研削ホイール１は、研削砥石２０の研削面２２の面積がホイール基台１０の内周側から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されているので、被加工物２０１の中心部分に接触する研削面２２の面積を抑制でき、被加工物２０１の中心部分を研削する量を抑制することができる。その結果、研削ホイール１は、被加工物２０１の中心部分を他の領域に比べて研削しすぎることを抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制することができる。また、実施形態１に係る研削ホイール１は、被加工物２０１の中心部分を他の領域に比べて研削砥石２０が多く当接することを抑制できるので、被加工物２０１−１を研削した際に中心部分の磁性粉２０７の脱落を抑制できることができる。また、実施形態１に係る研削ホイール１は、被加工物２０１の中心部分を他の領域に比べて研削しすぎることを抑制できるので、被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。

また、研削ホイール１は、仕上げ研削用の研削ホイールであるので、仕上げ研削後の被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、研削ホイール１は、各研削砥石２０が一つのセグメント砥石から構成されるので、各研削砥石２０をホイール基台１０に取り付ける際に係る所要時間を抑制することができる。また、研削ホイール１は、複数の研削砥石２０が同形状であるので、複数の研削砥石２０を製造する際に、同じ型などを用いることができ、研削砥石２０の製造に係るコストの高騰を抑制することができる。また、研削ホイール１は、研削砥石２０の研削面２２の面積が回転方向２１１前側の面積よりも回転方向２１１後側の面積の方が少なくなっているので、研削砥石２０のホイール基台１０の径方向の長さが長い部分から被加工物２０１に接触するので、研削砥石２０のホイール基台１０の径方向の長さが短い部分が過度に摩耗することを抑制することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図７は、実施形態２に係る研削ホイールの平面図である。図７は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る研削ホイール１−２は、図７に示すように、実施形態１と同様に、ホイールマウント１２４に取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０−２とを備える。

実施形態２に係る研削ホイール１−２は、実施形態１と同様に、仕上げ研削用の研削ホイールである。実施形態２に係る研削ホイール１−２の複数の研削砥石２０−２は、実施形態１と同様に、ホイール基台１０の下面１１に周方向に等間隔に配置され、結合材に砥粒を混合して一つの塊に形成された一つのセグメント砥石から構成される。各研削砥石２０−２は、研削面２２の平面形がホイール基台１０の周方向の中央部が外周側に凸に形成され、かつ内周側から外周側に向かうにしたがって徐々に周方向の幅が狭くなる山形に形成されている。また、各研削砥石２０−２は、研削面２２の平面形の角が曲面で形成されている。各研削砥石２０−２は、研削面２２の平面形が内周側から外周側に向かうにしたがって徐々に周方向の幅が狭くなる山形に形成されることにより、加工位置に配置されたチャックテーブル１１０に対向する研削面２２の面積が、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されている。また、複数の研削砥石２０−２は、同形状である。

実施形態２に係る研削ホイール１−２は、研削砥石２０−２の研削面２２の平面形が内周側から外周側に向かうにしたがって徐々に周方向の幅が狭くなる山形に形成されているので、実施形態１と同様に、被加工物２０１の中心２１２及び中心２１２付近を研削する量を抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制できるとともに、研削による被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、実施形態２に係る研削ホイール１−２は、仕上げ研削用の研削ホイールであるので、仕上げ研削後の被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、研削ホイール１−２は、各研削砥石２０−２が一つのセグメント砥石から構成されるので、各研削砥石２０−２をホイール基台１０に取り付ける際に係る所要時間を抑制することができ、複数の研削砥石２０−２が同形状であるので、複数の研削砥石２０−２を製造する際に同じ型などを用いることができ、研削砥石２０−２の製造に係るコストの高騰を抑制することができる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図８は、実施形態３に係る研削ホイールの平面図である。図８は、実施形態１及び実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態３に係る研削ホイール１−３は、図８に示すように、実施形態１等と同様に、ホイールマウント１２４に取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０−３とを備える。

実施形態３に係る研削ホイール１−３は、実施形態１等と同様に、仕上げ研削用の研削ホイールである。実施形態３に係る研削ホイール１−３の複数の研削砥石２０−３は、実施形態１等と同様に、ホイール基台１０の下面１１に周方向に等間隔に配置され、結合材に砥粒を混合して一つの塊に形成された一つのセグメント砥石から構成される。各研削砥石２０−３は、研削面２２の平面形が、ホイール基台１０の周方向の両端に設けられたホイール基台１０の径方向と平行な二つの長さの異なる直線２３−１，２３−２と、直線２３−１，２３−２の外周側の端同士を連結した直線２３−３とで形成された三角形状に形成されている。また、各研削砥石２０−３の研削面２２の平面形を形成する二つの直線２３−１，２３−２の内周側の端は、ホイール基台１０の周方向に並んでいる。

実施形態３において、研削砥石２０−３の研削面２２の平面形を構成する二つの直線２３−１，２３−２のうちの長い直線２３−１が、研削ホイール１−３の回転方向２１１の前方に位置し、短い直線２３−２が研削ホイール１−３の回転方向２１１の後方に位置している。各研削砥石２０−３は、研削面２２の平面形が、二つの直線２３−１，２３−２と、直線２３−１，２３−２同士の外周側の端を連結した直線２３−３とで形成された三角形状に形成されることにより、加工位置に配置されたチャックテーブル１１０に対向する研削面２２の面積が、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されている。また、複数の研削砥石２０−３は、同形状である。

また、研削砥石２０−３の研削面２２の平面形を構成する二つの直線２３−１，２３−２のうちの長い直線２３−１が、研削ホイール１−３の回転方向２１１の前方に位置し、短い直線２３−２が研削ホイール１−３の回転方向２１１の後方に位置している。このために、実施形態３に係る研削ホイール１−３の研削砥石２０−３の研削面２２の面積は、回転方向２１１前側の面積よりも回転方向２１１後側の面積の方が少なくなっている。

また、実施形態３に係る研削ホイール１−３は、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２０１に研削液を供給するための研削液供給孔２４を備える。研削液供給孔２４は、ホイール基台１０の周方向に等間隔に配置され、研削砥石２０−３の外周側に配置されている。なお、本発明は、研削液供給孔２４を実施形態１及び実施形態２に係る研削ホイール１，１−２に設けても良い。

実施形態３に係る研削ホイール１−３は、研削面２２の平面形が、二つの直線２３−１，２３−２と、直線２３−１，２３−２の外周側の端同士を連結した直線２３−３とで形成された三角形状に形成されているので、実施形態１等と同様に、被加工物２０１の中心部分を研削する量を抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制できるとともに、研削による被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、実施形態３に係る研削ホイール１−３は、仕上げ研削用の研削ホイールであるので、仕上げ研削後の被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、研削ホイール１−３は、各研削砥石２０−３が一つのセグメント砥石から構成されるので、各研削砥石２０−３をホイール基台１０に取り付ける際に係る所要時間を抑制することができ、複数の研削砥石２０−３が同形状であるので、複数の研削砥石２０−３を製造する際に同じ型などを用いることができ、研削砥石２０−３の製造に係るコストの高騰を抑制することができる。

〔実施形態４〕
本発明の実施形態４に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図９は、実施形態４に係る研削ホイールの平面図である。図１０は、図９に示された研削砥石の断面図である。図９及び図１０は、実施形態３と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態４に係る研削ホイール１−４は、図９及び図１０に示すように、研削砥石２０−４の研削面２２にホイール基台１０の内周側から外周側に至る溝３３が形成されている。溝３３は、研削面２２から凹に形成され、かつ、実施形態１において、ホイール基台１０の径方向と平行に直線状に形成されているとともに、周方向に等間隔に配置されている。溝３３の幅は、研削中に、被加工物２０１−１から脱落した磁性粉２０７を外周側に排出できる幅である。

実施形態４に係る研削ホイール１−４は、研削面２２の平面形が実施形態３と同形状に形成されているので、実施形態１等と同様に、被加工物２０１の中心部分を研削する量を抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制できるとともに、研削による被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、実施形態４に係る研削ホイール１−４は、各研削砥石２０−４に溝３３が形成されているので、研削屑を研削液とともに溝３３を通して研削ホイール１−４の外周に排出することができる。

〔実施形態５〕
本発明の実施形態５に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図１１は、実施形態５に係る研削ホイールの平面図である。図１１は、実施形態１から実施形態３と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態５に係る研削ホイール１−５は、図１１に示すように、実施形態１等と同様に、ホイールマウント１２４に取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０−５とを備える。

実施形態５に係る研削ホイール１−５は、実施形態１等と同様に、仕上げ研削用の研削ホイールである。実施形態５に係る研削ホイール１−５の複数の研削砥石２０−５は、実施形態１と同様に、ホイール基台１０の下面１１に周方向に等間隔に配置されている。実施形態５に係る研削ホイール１−５の複数の研削砥石２０−５は、それぞれが結合材に砥粒を混合して形成された複数のセグメント砥石２５から構成される一つの砥石群２６である。各研削砥石２０−５を構成する複数のセグメント砥石２５は、研削面２２の平面形がホイール基台１０の径方向の長さが異なる長方形に形成されている。各研削砥石２０−５の複数のセグメント砥石２５は、内周側の端がホイール基台１０の周方向に並べられて配置されている。

各研削砥石２０−５の複数のセグメント砥石２５は、研削時の回転方向２１１の前方側にホイール基台１０の径方向の長さが長いものが配置され、回転方向２１１の後方側に向かって順にホイール基台１０の径方向の長さが短くなっている。各研削砥石２０−５は、研削時の回転方向２１１の前方側にホイール基台１０の径方向の長さが長いセグメント砥石２５が配置され、回転方向２１１の後方側に向かって順にセグメント砥石２５のホイール基台１０の径方向の長さが短くなっていることにより、加工位置に配置されたチャックテーブル１１０に対向する研削面２２の面積が、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されている。また、複数の研削砥石２０−５は、同形状である。

また、複数の研削砥石２０−５は、研削時の回転方向２１１の前方側にホイール基台１０の径方向の長さが長いセグメント砥石２５が配置され、回転方向２１１の後方側に向かって順にセグメント砥石２５のホイール基台１０の径方向の長さが短くなっていることにより、実施形態５に係る研削ホイール１−５の研削砥石２０−５の研削面２２の面積は、回転方向２１１前側の面積よりも回転方向２１１後側の面積の方が少なくなっている。

また、各研削砥石２０−５の複数のセグメント砥石２５は、ホイール基台１０の周方向に等間隔に配置されている。互いに隣り合うセグメント砥石２５間は、ホイール基台１０の内周側から外周側に至る溝２７を形成する。即ち、各研削砥石２０−５は、溝２７が形成される。溝２７の幅は、実施形態４の溝３３の幅と同様に、研削中に、被加工物２０１−１から脱落した磁性粉２０７を外周側に排出できる幅である。

実施形態５に係る研削ホイール１−５は、研削時の回転方向２１１の前方側にホイール基台１０の径方向の長さが長いセグメント砥石２５が配置され、回転方向２１１の後方側に向かって順にセグメント砥石２５のホイール基台１０の径方向の長さが短くなっているので、実施形態１等と同様に、被加工物２０１の中心部分を研削する量を抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制できるとともに、研削による被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、実施形態５に係る研削ホイール１−５は、各研削砥石２０−５に溝２７が形成されているので、研削屑を研削液とともに溝２７を通して研削ホイール１−５の外周に排出することができる。

〔実施形態６〕
本発明の実施形態６に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図１２は、実施形態６に係る研削ホイールの平面図である。図１２は、実施形態１から実施形態５と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態６に係る研削ホイール１−６は、図１２に示すように、実施形態１等と同様に、ホイールマウント１２４に取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０−６とを備える。

実施形態６に係る研削ホイール１−６は、実施形態１等と同様に、仕上げ研削用の研削ホイールである。実施形態６に係る研削ホイール１−６の複数の研削砥石２０−６は、実施形態１と同様に、ホイール基台１０の下面１１に周方向に等間隔に配置されている。実施形態６に係る研削ホイール１−６の複数の研削砥石２０−６は、実施形態５と同様に、それぞれが結合材に砥粒を混合して形成された複数のセグメント砥石２５−６から構成される一つの砥石群２６である。各研削砥石２０−６を構成する複数のセグメント砥石２５−６は、研削面２２の平面形が互いに同形状の長方形に形成されている。

各研削砥石２０−６は、ホイール基台１０の内周側に複数のセグメント砥石２５−６を周方向に等間隔に並べ、これら周方向に並べられた複数のセグメント砥石２５−６のうち回転方向２１１の前方側のものに最も多くのセグメント砥石２５−６を径方向に重ね、後方側に向かうにしたがって径方向に重ねるセグメント砥石２５−６の数を徐々に減らしている。各研削砥石２０−６のセグメント砥石２５−６が回転方向２１１の後方側に向かうにしたがって径方向に重ねられる数が徐々に減らされていることにより、研削面２２の面積が、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されている。また、複数の研削砥石２０−６は、同形状である。

また、複数の研削砥石２０−６は、セグメント砥石２５−６が回転方向２１１の後方側に向かうにしたがって径方向に重ねられる数が徐々に減らされていることにより、実施形態６に係る研削ホイール１−６の研削砥石２０−６の研削面２２の面積は、回転方向２１１前側の面積よりも回転方向２１１後側の面積の方が少なくなっている。

また、各研削砥石２０−６のホイール基台１０の周方向に互いに隣り合うセグメント砥石２５−６間は、ホイール基台１０の内周側から外周側に至る溝２７を形成する。即ち、各研削砥石２０−６は、溝２７が形成される。溝２７の幅は、実施形態４及び実施形態５と同様に、研削中に、被加工物２０１−１から脱落した磁性粉２０７を外周側に排出できる幅である。

実施形態６に係る研削ホイール１−６は、研削時の回転方向２１１の前方側に最も多くのセグメント砥石２５−６が径方向に重ねられ、後方側に向かうにしたがって径方向に重ねられるセグメント砥石２５−６の数が徐々に減らされているので、実施形態１等と同様に、被加工物２０１の中心部分を研削する量を抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制できるとともに、研削による被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。また、実施形態６に係る研削ホイール１−６は、実施形態５と同様に、各研削砥石２０−６に溝２７が形成されているので、研削屑を研削液とともに溝２７を通して研削ホイール１−６の外周に排出することができる。

〔実施形態７〕
本発明の実施形態７に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態７に係る研削ホイールの平面図である。図１３は、実施形態１から実施形態６と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態７に係る研削ホイール１−７は、図１３に示すように、実施形態１等と同様に、ホイールマウント１２４に取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０−７とを備える。

実施形態７に係る研削ホイール１−７は、実施形態１等と同様に、仕上げ研削用の研削ホイールである。実施形態７に係る研削ホイール１−７は、研削砥石２０−７として、実施形態２と同様の形状の研削砥石２８と、研削砥石２８と研削面２２の形状が相似形でかつホイール基台１０の径方向の厚みが研削砥石２８よりも薄い小型研削砥石２９とを備える。実施形態７に係る研削ホイール１−７は、ホイール基台１０の下面１１に周方向に研削砥石２８を等間隔に配置し、隣り合う研削砥石２８間に二つの小型研削砥石２９を配置している。

研削砥石２８の研削面２２は、実施形態２の研削砥石２０−２の研削面２２と同形状であり、小型研削砥石２９の研削面２２は、実施形態２の研削砥石２０−２の研削面２２と相似形であるので、研削ホイール１−７の研削面２２の面積は、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されている。

実施形態７に係る研削ホイール１−７は、研削砥石２８の研削面２２は、実施形態２の研削砥石２０−２の研削面２２と同形状であり、小型研削砥石２９の研削面２２は、実施形態２の研削砥石２０−２の研削面２２と相似形であるので、実施形態１等と同様に、被加工物２０１の中心部分を研削する量を抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制できるとともに、研削による被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。

〔実施形態８〕
本発明の実施形態８に係る研削ホイールを図面に基づいて説明する。図１４は、実施形態８に係る研削ホイールの平面図である。図１４は、実施形態１から実施形態７と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態８に係る研削ホイール１−８は、図１４に示すように、実施形態１等と同様に、ホイールマウント１２４に取り付けられるホイール基台１０と、ホイール基台１０に略円環状に配設された複数の研削砥石２０−８とを備える。

実施形態８に係る研削ホイール１−８は、実施形態１等と同様に、仕上げ研削用の研削ホイールである。実施形態８に係る研削ホイール１−８は、研削砥石２０−８として、ホイール基台１０の内周側の周方向の長さが互いに等しく、かつ径方向の厚さが異なる複数種類の研削砥石３０，３１，３２を備える。実施形態８において、研削ホイール１−８は、研削砥石２０−８として、厚さが異なる三種類の研削砥石３０，３１，３２を備えるが、研削砥石２０−８の種類は三種類に限定されない。実施形態８に係る研削ホイール１−８は、研削砥石３０，３１，３２を同数（実施形態８では、四つずつ）備える。

また、実施形態８において、研削ホイール１−８は、研削砥石３０，３１，３２の内周側を周方向に並べ、同じ厚さの研削砥石３０，３１，３２を周方向に隣り合わせて配置しているともに、各研削砥石３０，３１，３２を周方向に等間隔に配置している。研削砥石３０，３１，３２の内周側を周方向に並べているので、研削ホイール１−８の研削面２２の面積は、ホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されている。

実施形態８に係る研削ホイール１−８は、研削面２２の面積がホイール基台１０の内周側の面積から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成されているので、実施形態１等と同様に、被加工物２０１の中心部分を研削する量を抑制でき、中心部分にむしれが発生することを抑制できるとともに、研削による被加工物２０１の厚みむらを抑制することができる。

次に、本発明の発明者は、研削ホイール１−３，１−６で被加工物２０１−１の表面２０９を研削して本発明の効果を確認した。次に、本明細書は、研削ホイール１−３，１−６で被加工物２０１−１の表面２０９を研削した結果を図面に基づいて説明する。図１５は、本発明品１の研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。図１６は、本発明品２の研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。図１７は、比較例の研削ホイールの研削中の状態を示す平面図である。図１８は、本発明品１の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分を拡大して示す図である。図１９は、本発明品１の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分から離れた外縁部を拡大して示す図である。図２０は、比較例の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分を拡大して示す図である。図２１は、比較例の研削ホイールにより研削された被加工物の表面の中心部分から離れた外縁部を拡大して示す図である。

本明細書は、研削した結果を表１に示す。なお、表１の本発明品１は、実施形態６に係る図１５に示す研削ホイール１−６を用いて研削し、本発明品２及び本発明品３は、実施形態３に係る図１６に示す研削ホイール１−３を用いて研削し、比較例は、ホイール基台１０の径方向に研削面の面積が一定の図１７に示す従来の研削ホイール３００を用いて研削した。本発明品１及び本発明品２の研削ホイール１−３の研削砥石２０−３は、ボンド材としてビトリファイドボンドを用い、本発明品３及び比較例の研削ホイール１−３，３００の研削砥石２０−３は、ボンド材としてレジンボンドを用いた。図１８から図２１において、白地で示す部分は、磁性粉２０７の断面を示し、黒地で示す部分は、樹脂２０８を示す。

図１８の磁性粉２０７の断面を示す部分の面積と図１９の磁性粉２０７の断面を示す部分の面積との差は、図２０の磁性粉２０７の断面を示す部分の面積と図２１の磁性粉２０７の断面を示す部分の面積との差よりも少ない。図１８から図２１において、磁性粉２０７の断面を示す部分が多いことは、多くの磁性粉２０７を研削したことを示し、磁性粉２０７の断面を示す部分が少ないことは、多くの磁性粉２０７を表面２０９から脱落させてしまうことを示す。したがって、図１８から図２１によれば、本発明品１は、比較例よりも被加工物２０１−１の中心部分から磁性粉２０７を脱落しにくくなっていることが明らかとなった。

また、表１によれば、比較例では、研削後の被加工物２０１−１の表面にむしれが発生したが、本発明品１、本発明品２及び本発明品３では、中心部分にむしれが発生することを抑制できることが明らかとなった。また、表１の確認では、本発明品１及び本発明品２は、本発明品３よりも被加工物２０１−１の中心部分から磁性粉２０７を脱落しにくくなっていることが明らかとなった。レジンボンドはビトリファイドボンドより消耗しやすいために、本発明品３では本発明品１及び本発明品２よりも自生発刃が頻繁に起こり、本発明品３の研削砥石２０−３の表面に露出している砥粒が摩耗する前に脱落し、常に新しい砥粒が露出する。そのために本発明品３は、新しく摩耗していない砥粒が磁性粉２０７に当たり、磁性粉２０７に与える衝撃が大きいので、磁性粉２０７が脱落する。しかしながら、本発明品１及び本発明品２は、研削により摩耗した砥粒が磁性粉２０７に当たるため衝撃が少なく磁性粉２０７の脱落を抑制出来ると推測できる。

したがって、表１、図１８から図２１によれば、研削砥石２０−３，２０−６の研削面２２の面積がホイール基台１０の内周側から外周側に向かうにしたがって徐々に少なくなるように形成することで、被加工物２０１−１の中心部分にむしれが発生することを抑制でき、中心部分の磁性粉２０７の脱落を抑制できることができることが明らかとなった。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本発明は、実施形態１、実施形態２、実施形態７及び実施形態８に係る研削ホイール１，１−２，１−７，１−８の研削砥石２０，２０−２，２０−７，２０−８に溝３３を設けても良い。

１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６，１−７，１−８ 研削ホイール
１０ ホイール基台
２０，２０−２，２０−３，２０−４，２０−５，２０−６，２０−７，２０−８，２８，２９，３０，３１，３２ 研削砥石
２２ 研削面
２５，２５−６ セグメント砥石
２６ 砥石群
２７，３３ 溝
１１０ チャックテーブル
１２０ 研削ユニット（研削手段）
１２２ 回転スピンドル
１２４ ホイールマウント
２０１，２０１−１ 被加工物
２１１ 回転方向

Claims (5)

1. チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段を構成する回転スピンドルの一端に設けられたホイールマウントに取り付けられるホイール基台と、該ホイール基台に略円環状に配設された複数の研削砥石と、を備える研削ホイールであって、
   該研削砥石の研削面の面積は、前記ホイール基台の内周側の面積から外周側に徐々に少なく構成される研削ホイール。
2. 前記研削砥石は、一つのセグメント砥石から構成される請求項１に記載の研削ホイール。
3. 前記研削砥石は、複数のセグメント砥石から構成される１つの砥石群である請求項１に記載の研削ホイール。
4. 前記研削砥石は、前記ホイール基台の内周側から外周側に至る溝が形成される請求項２又は請求項３に記載の研削ホイール。
5. 前記研削砥石の研削面の面積は、回転方向前側の面積よりも回転方向後側の面積の方が少ない請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の研削ホイール。