JP2019150899A - 板状物の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】板状物が柔らかい層を含む複合材でも、切削加工中における個々の短冊状片の倒れを防止できるようにすること。【解決手段】本発明は製品領域（１２）を有する余剰サイズ板状物（１０）から短冊状片となるワーク（Ｗ）を形成する加工方法である。製品領域の外周に余剰領域（１４）を有する余剰サイズ板状物を保持部材（１９）に貼着する。その後、余剰サイズ板状物の上方から切削ブレード（２０）で片側の余剰領域に保持部材の途中まで切り込み、製品領域を第１の方向の分割予定ライン（１６）に沿って切削する。そして、他側の余剰領域において切削ブレード（２０）を上昇することで、片側及び他側の余剰領域に非切削部（２５、２７）を残存させつつ製品領域を第１の方向の分割予定ラインに沿って切削する。その後、第１の方向に垂直な第２の方向の余剰領域を切削して除去し、個々の短冊状片となるワークに分割する。【選択図】図６
Description
本発明は、板状物を複数の短冊状片に分割する板状物の加工方法に関する。
異材料、例えば、金属板と樹脂板の複合材からなる板状物を切削ブレード等の加工手段によって切削する場合がある。かかる切削では、例えば、特許文献１に開示されるように、板状物の裏面側をホットメルトタイプのワックスでサポート部材に貼着させて強固に保持した状態とされる。
複合材にあっては、例えば、薄い金属板に対して相対的に柔らかく厚い樹脂板が積層されたものが切削対象となる。このような複合材を切削すると、裏面をワックスによって強固に固定しても、複合材全体としては剛性が低くなるので、切削加工中に個片化したワークに倒れが発生してしまう、という問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、板状物が柔らかい層を含む複合材でも、切削加工中における個々の短冊状片の倒れを防止することができる板状物の加工方法を提供することを目的とする。
本発明の板状物の加工方法は、製品領域を有する板状物の加工方法であって、製品領域の外周に余剰領域を有する余剰サイズ板状物を保持部材に貼着する貼着ステップと、貼着ステップを実施した後に、余剰サイズ板状物の上方から加工手段で片側の余剰領域に保持部材の途中まで切り込み、製品領域を第１の方向の分割予定ラインに沿って切削し、他側の余剰領域において加工手段を上昇することで、片側及び他側の余剰領域に非切削部を残存させつつ製品領域を第１の方向の分割予定ラインに沿って切削する製品領域切削ステップと、製品領域切削ステップを実施した後に、第１の方向に垂直な第２の方向の余剰領域を加工手段で切削して除去し個々の短冊状片に分割する分割ステップと、から構成されることを特徴とする。
この方法によれば、分割予定ラインに沿う切削で、分割予定ラインの延出方向両側に位置する余剰領域に非切削部を残存させるので、余剰領域を介して各短冊状片が連結されるようになる。従って、板状物が柔らかい層を含む複合材で剛性が低くなっても、製品領域切削ステップでの短冊状片の倒れを防止することができる。これにより、余剰領域を除去する切削によって個々の短冊状片に分割したときには、短冊状片の端面が台形や平行四辺形になることを防いで精度良く方形状にすることができ、加工品質の安定化を図ることができる。
本発明によれば、板状物が柔らかい層を含む複合材でも、切削加工中における個々の短冊状片の倒れを防止することができる。
以下、添付図面を参照して、実施の形態に係る板状物の加工方法ついて、図１乃至図７を参照して説明する。図１は、貼着ステップの説明図、図２乃至図５は、製品領域切削ステップの説明図、図６及び図７は、分割ステップの説明図である。なお、上記の各図に示すステップは、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。
まず、図１に示すように、貼着ステップを実施する。貼着ステップでは、先ず、余剰サイズ板状物（板状物）１０を準備する。余剰サイズ板状物１０は、その平面サイズより大きいサイズの基板（不図示）を用意し、かかる基板を矩形状に切り出すことによって形成される。余剰サイズ板状物１０は、本実施の形態では、金属板からなる金属層１０ａの厚さ方向両側に樹脂板からなる樹脂層１０ｂを積層した複合材となっている。特に限定されるものでないが、樹脂層１０ｂは、金属層１０ａに対して相対的に厚く形成され、且つ、相対的に柔らかい材質によって形成される。
余剰サイズ板状物１０は、製品領域１２と、製品領域１２の外周に位置する余剰領域１４とを有している。また、余剰サイズ板状物１０は、所定間隔毎に複数形成される分割予定ライン１６を有しており、図１では説明の便宜上、分割予定ライン１６を破線にて図示する。ここで、余剰サイズ板状物１０では、上面視で分割予定ライン１６の延出方向が第１の方向とされ、第１の方向に垂直な（直交する）方向が第２の方向とされる。余剰サイズ板状物１０において、第１の方向両端に沿う所定幅領域（網点で図示した領域）が余剰領域１４とされ、各余剰領域１４の間の領域が製品領域１２とされる。
なお、図１以降の図面において表される網点は、製品領域１２と余剰領域１４とを区別して視認できるように便宜上描いたものである。本実施の形態では、製品領域１２と余剰領域１４との材質や構造を同じとしたが、これに限られず、それらを相違したものとしてもよい。
貼着ステップでは、準備した余剰サイズ板状物１０がホットメルトタイプのワックス１８を介してサブストレートからなる板状の保持部材１９に貼着され、余剰サイズ板状物１０が保持部材１９に保持された状態となる。保持部材１９としては、余剰サイズ板状物１０を平坦な状態で保持可能なものであればよく、例えばカーボンプレート、シリコンプレート、ガラスプレート、メタルプレートが用いられる。また、ワックス１８に代えて、外部刺激によって粘着性が低下するものであれば、例えば紫外線硬化性樹脂、発泡材が分散された熱剥離性テープを用いてもよい。
貼着ステップを実施した後に、図２に示すように、切削ブレード（加工手段）２０で余剰サイズ板状物１０の製品領域１２を切り込む製品領域切削ステップを実施する。切削ブレード２０は、回転可能なスピンドル軸２２の先端に設けられている。製品領域切削ステップでは、保持部材１９を介して余剰サイズ板状物１０をチャックテーブル（不図示）に吸引保持する。チャックテーブルは送り機構によりＸ方向に移動するとともに、回転可能に設けられている。
余剰サイズ板状物１０の吸引保持後、余剰サイズ板状物１０を位置合わせする。この位置合わせは、分割予定ライン１６の延出方向となる第１の方向（図１参照）が切削送り方向（Ｘ方向）になるように、余剰サイズ板状物１０を位置付ける。このとき、本実施の形態では、余剰サイズ板状物１０では余剰領域１４がＸ方向両側に配置される。
図３の二点鎖線で示すように、切削ブレード２０を、−Ｘ方向側（片側）の余剰領域１４の真上であり且つ分割予定ライン１６の真上に位置付ける。そして、余剰サイズ板状物１０の上方から高速回転された切削ブレード２０の下端を保持部材１９の厚さ方向途中まで下降し、余剰サイズ板状物１０の厚さ方向全てを切り込む。このとき、切削送りの始め側（−Ｘ方向側）では、切削ブレード２０によって余剰領域１４（余剰サイズ板状物１０）の外縁の内側から切り込み、切り込んだ位置の−Ｘ方向側には切削溝２６が形成されない非切削部２５を残存させる。
切削ブレード２０の切り込んだ高さ位置を維持した状態で、切削ブレード２０に対して余剰サイズ板状物１０をＸ方向に切削送りすることで、製品領域１２の分割予定ライン１６に沿って切削して切削溝２６を形成する。切削溝２６の終わり側（＋Ｘ方向側）では、図４に示すように、余剰サイズ板状物１０の外縁の手前、つまり＋Ｘ方向側（他側）の余剰領域１４内で切削ブレード２０が上昇して余剰サイズ板状物１０から離間する。このようにして、切削溝２６を形成しつつ、余剰領域１４において切削溝２６の終わり側（＋Ｘ方向側）に切削溝２６が形成されない非切削部２７を残存させる。
１本の切削溝２６が形成されると、分割予定ライン１６の間隔に対応して切削ブレード２０を割り出し方向（＋Ｙ方向）に送り、隣の分割予定ライン１６に切削ブレード２０を位置合わせする。この切削送りと割り出し送りとを順次繰り返して、余剰サイズ板状物１０に複数の切削溝２６を順に切削して形成する。製品領域切削ステップの完了後は、図５に示すように、後述する短冊状片となるワークＷがＸ方向両側の余剰領域１４によって繋がって一体となっている。
製品領域切削ステップを実施した後に、図６に示すように、分割ステップを実施する。分割ステップでは、製品領域１２と余剰領域１４との境界位置３０、３１の延出方向（第２の方向）が切削送り方向（Ｘ方向）になるように、余剰サイズ板状物１０を位置付ける。次いで、余剰サイズ板状物１０の−Ｘ方向側の外縁より外側に切削ブレード２０を位置付けた後、切削ブレード２０を下降し、保持部材１９が所定深さで切り込まれる高さ位置で切削ブレード２０を位置決めする。この位置決め後、高速回転された切削ブレード２０に対して余剰サイズ板状物１０をＸ方向に切削送りし、一方の境界位置３０で切断して余剰サイズ板状物１０をＹ方向に二分割する。
その後、２箇所の境界位置３０、３１の間隔に対応して切削ブレード２０を割り出し方向（＋Ｙ方向）に送り、未切削の境界位置３１に切削ブレード２０を位置合わせする。そして、上述と同様にして未切削の境界位置３１で切断し、余剰サイズ板状物１０を分割する。これにより、製品領域１２から余剰領域１４が除去され、図７に示すように、個々の短冊状片となるワークＷに分割される。
ところで、従来の加工方法では、板状物の分割予定ラインの切削にて、上記の余剰領域を形成せずに切削ブレードで板状物の−Ｘ方向の外縁の外側から切り込み、板状物の＋Ｘ方向の外縁から抜け出るようにして切削している。このため、図８に示すように、板状物１００が複合材であり、中間の金属層１００ａに対して厚さ方向両側の樹脂層１００ｂが柔らかく板状物１００全体として剛性が低いと、切削加工中に短冊状片となるワークＷ０が倒れたり傾いたりしてしまう。この結果、図８で拡大して示したように、第１の方向側から見て、ワークＷ０が長方形状にならずに台形状、或いは平行四辺形状になって加工精度が低下する、という問題がある。
この点、本実施の形態の加工方法では、余剰領域１４を形成して切削溝２６の両端側に非切削部２５、２７を残存させたので、製品領域切削ステップの実施中に隣り合う切削溝２６間のワークＷとなる部分が倒れたり傾いたりすることが規制される。これにより、柔らかい樹脂層１０ｂ等に起因して余剰サイズ板状物１０の剛性が低くなっても、分割ステップで余剰領域１４を除去した後、個々の短冊状となるワークＷの第１の方向における両側の端面を精度良く長方形状にすることができる。この結果、余剰サイズ板状物１０を複合材とした場合でも、切り出すワークＷの加工精度を良好に保つことができる。
ここで、上述した従来の加工方法では、切削ブレードのＸ方向での切削送り速度を高める程、ワークＷ０の倒れが生じ易くなる。これに対し、本実施の形態では、Ｘ方向の切削送り速度を高めても、余剰領域１４によってワークＷの倒れが規制されるので、切削送り速度を高めてスループットの向上を図ることができる。また、本実施の形態では、２箇所目の境界位置３１以外の切削では、少なくとも一方の余剰領域１４でワークＷの倒れが規制される。従って、２箇所目の境界位置３１以外の切削にて切削送り速度を高速とし、２箇所目の境界位置３１の切削における切削送り速度を相対的に遅くすれば、加工精度を良好に保ちつつ余剰サイズ板状物１０全体の切断におけるスループット向上を図ることができる。
なお、上記実施の形態では、加工手段を切削ブレード２０としたが、この構成に限定されない。加工手段は、実施の形態と同様に切削溝２６を形成でき且つ境界位置３０、３１で切削可能であればよく、例えば、レーザーアブレーションにより加工を実施する構成としてもよい。
また、余剰サイズ板状物１０は、上述のような複合材に限られず、他の複合材や無機材料基板等の各種板状物が用いられてもよい。無機材料基板としては、サファイア、セラミックス、ガラス等の各種基板が用いられてもよい。無機材料基板はデバイスが形成されていてもよいし、デバイスが形成されていなくてもよい。また、板状物として、生セラミックス、圧電素材が用いられてもよい。
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
以上説明したように、本発明は、柔らかい層等によって剛性が低い複合材からなる板状物を短冊状片に分割する加工方法に有用である。
１０ 余剰サイズ板状物
１２ 製品領域
１４ 余剰領域
１６ 分割予定ライン
１９ 保持部材
２０ 切削ブレード（加工手段）
２５ 非切削部
２７ 非切削部
Ｗ ワーク（短冊状片）
１２ 製品領域
１４ 余剰領域
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１９ 保持部材
２０ 切削ブレード（加工手段）
２５ 非切削部
２７ 非切削部
Ｗ ワーク（短冊状片）
Claims (1)
- 製品領域を有する板状物の加工方法であって、
該製品領域の外周に余剰領域を有する余剰サイズ板状物を保持部材に貼着する貼着ステップと、
該貼着ステップを実施した後に、該余剰サイズ板状物の上方から加工手段で片側の余剰領域に該保持部材の途中まで切り込み、該製品領域を第１の方向の分割予定ラインに沿って切削し、他側の余剰領域において該加工手段を上昇することで、該片側及び他側の余剰領域に非切削部を残存させつつ該製品領域を該第１の方向の分割予定ラインに沿って切削する製品領域切削ステップと、
該製品領域切削ステップを実施した後に、該第１の方向に垂直な第２の方向の該余剰領域を該加工手段で切削して除去し個々の短冊状片に分割する分割ステップと、
から構成される板状物の加工方法。
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