JP2024064081A - 切削方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】延性材で形成されている領域を切削する際に低速化しなくても1度の切削で切削溝に残存するバリを低減する。【解決手段】延性材を有する被加工物を切削する切削方法であって、切削ブレードの外周端部から切削ブレードの径方向の中心に向かう様にそれぞれ切り欠かれており切削ブレードの周方向に沿って配置された複数の切り欠きを外周部に有し、且つ、切削ブレードの径方向における切削ブレードの断面視において外周端部に直線状領域を有する切削ブレードを、スピンドルの回転中心を通る切削ブレードの径方向において回転中心から切削ブレードの一方の外周端部までの第1距離が回転中心から切削ブレードの他方の外周端部までの第2距離より長くなる様に、スピンドルに装着する切削ブレード装着工程と、切削ブレードを回転させながら、切削ブレードで被加工物における延性材で形成されている領域を切削する切削工程と、を備える切削方法を提供する。【選択図】図1

Description

本発明は、延性材を有する被加工物を円環状の切削ブレードで切削する切削方法に関する。
樹脂、金属等の延性材を有する被加工物を、高速回転している切削ブレードで切削して切削溝を形成すると、一般的には、延性材が伸びて切削溝の近傍にはバリが発生する。バリは、被加工物を切削して製造されるチップ等の製品における特性不良や外観不良となる。
そこで、切削時の加工送り速度(即ち、切削ブレードと被加工物との所定方向における相対的な移動速度)を1mm/sから数mm/sと低くすることで、バリのサイズを小さくする手法がある。また、切削溝の形成後に、切削ブレードで当該切削溝をなぞることで、バリを除去する手法も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、加工送り速度を低くすると、単位時間当たりに切削可能な被加工物の数が減少するので生産性が低下する。同様に、切削ブレードで切削溝をなぞることでバリを除去する場合も、1つの切削予定ラインにつき複数回の加工送りが必要になるので、結果として、単位時間当たりに切削可能な被加工物の数が減少するので生産性が低下する。
特開2001-77055号公報
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、延性材で形成されている領域を切削ブレードで切削する際に、低速化しなくても1度の切削で切削溝に残存するバリを低減することを目的とする。
本発明の一態様によれば、延性材を有する被加工物を円環状の切削ブレードで切削する切削方法であって、該切削ブレードの外周端部から該切削ブレードの径方向の中心に向かう様にそれぞれ切り欠かれており該切削ブレードの周方向に沿って配置された複数の切り欠きを外周部に有し、且つ、該切り欠きを通る該切削ブレードの径方向における該切削ブレードの断面視において外周端部に直線状領域を有する該切削ブレードを、スピンドルの回転中心を通る該切削ブレードの径方向において該回転中心から該切削ブレードの一方の外周端部までの第1距離が該回転中心から該切削ブレードの他方の外周端部までの第2距離より長くなる様に、該スピンドルに装着する切削ブレード装着工程と、該切削ブレード装着工程の後、該スピンドルに装着された該切削ブレードを回転させながら、該切削ブレードで該被加工物における該延性材で形成されている領域を切削する切削工程と、を備える切削方法が提供される。
好ましくは、該切削ブレード装着工程では、該第1距離と該第2距離との差が15μm以上100μm以下となる様に、該切削ブレードを該スピンドルに装着する。
また、好ましくは、該切削ブレード装着工程の後、該切削ブレードを該スピンドルの周りに回転させながら該切削ブレードをドレスボードに切り込んだ状態で該スピンドルの長手方向と直交する加工送り方向に沿って該切削ブレードと該ドレスボードとを相対的に移動させるドレス工程を経ることなく、該第1距離が該第2距離よりも長い状態を維持した状態で該切削工程を行う。
また、好ましくは、切削方法は、該切削工程の後、該切削ブレードを該スピンドルから取り外し、次いで、該スピンドルの長手方向に沿う所定の直線の周りに該切削ブレードを90度以上180度以下の所定角度だけ回転させた上で、該スピンドルの該回転中心を通る該切削ブレードの径方向において該回転中心から該切削ブレードの一方の外周端部までの第3距離が該回転中心から該切削ブレードの他方の外周端部までの第4距離よりも長くなる様に、該切削ブレードを該スピンドルに再装着する再装着工程を更に備える。
また、好ましくは、切削方法は、該切削工程の後、且つ、該再装着工程の前に、該スピンドルを回転させながら該切削ブレードをドレスボードに切り込んだ状態で、該スピンドルの長手方向に沿う割り出し送り方向に沿って該切削ブレードと該ドレスボードとを相対的に移動させることで、該切削ブレードの径方向における該切削ブレードの断面視において外周端部が直線状領域を有する様に該切削ブレードの該外周端部に対してフラットドレスを施すフラットドレス工程を更に備える。
また、好ましくは、該切削ブレードは、砥粒と、該砥粒を固定するボンド材と、を有する。
本発明の一態様に係る切削方法では、スピンドルの回転中心に対して切削ブレードの径方向の中心がずれて配置されており、スピンドルの回転中心から最も遠い第1距離又はその近傍に位置する切削ブレードの外周端部であって切り欠きの外周端部に位置する直線状領域を用いて、延性材で形成されている領域を主に切削する。
それゆえ、延性材で形成されている領域をカンナで削る様に切削できるので、切り欠きの外周端部に位置する直線状領域を有しない他の切削ブレードで被加工物を切削する場合に比べて、バリの発生量を低減できる。つまり、低速化しなくとも1度の切削において切削溝に残存するバリを低減できる。
第1の実施形態に係る切削方法のフロー図である。 図2(A)は切削ブレードの正面図であり、図2(B)は切削ブレードの一部の斜視図である。 切削ユニットの分解斜視図である。 スピンドルに装着された切削ブレードを示す図である。 切削ブレードで被加工物を切削する様子を示す図である。 一般的なドレス工程を示す図である。 図7(A)は切削溝の上面写真であり、図7(B)は切削溝の断面写真であり、図7(C)はR付略真円の切削ブレードで形成された切削溝の上面写真であり、図7(D)はR付略真円の切削ブレードで形成された切削溝の断面写真であり、図7(E)はR付偏心装着された切削ブレードで形成された切削溝の上面写真である。 第2の実施形態に係る切削方法のフロー図である。 図9(A)は切削工程後且つ再装着工程前の摩耗した切削ブレードを示す図であり、図9(B)は再装着工程後の摩耗した切削ブレードを示す図である。 図10(A)は外周端部に直線状領域を有する切削ブレードの断面図であり、図10(B)は外周端部が凸形状の曲面となった切削ブレードの断面図であり、図10(C)は外周端部に直線状領域が再生された切削ブレードの断面図である。 第3の実施形態に係る切削方法のフロー図である。 フラットドレス工程を示す図である。 図13(A)はフラットドレス工程後且つ再装着工程前の切削ブレードで形成された切削溝の上面写真であり、図13(B)はフラットドレス工程及び再装着工程後の切削ブレードで形成された切削溝の上面写真である。 他の例に係る切削ブレードの正面図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態に係る切削方法のフロー図である。第1の実施形態では、切削ブレード装着工程S10及び切削工程S20を順次行い、被加工物11(図5参照)を切削ブレード2(図2(A)等)で切削する。
ここで、図2(A)から図5を参照し、切削ブレード2等について説明する。図2(A)は、切削ブレード2の正面図であり、図2(B)は、切削ブレード2の一部の斜視図である。切削ブレード2は、アルミニウム合金等で形成された基台を有さず、切り刃のみで構成されているハブレス型(ワッシャ型とも呼ばれる)である。
切削ブレード2は、ダイヤモンド、cBN(cubic boron nitride)等で形成された砥粒と、レジンボンド、メタルボンド、電鋳ボンド等の砥粒を固定するためのボンド材と、を有する。砥粒は、#240から#5000程度の粒度を有する。
粒度は、日本工業標準調査会(JISC:Japanese Industrial Standards Committee)により制定されるJIS規格、具体的にはJIS R 6001-1:2017(研削といし用研削材の粒度-第1部:粗粒)及びJIS R 6001-2:2017(研削といし用研削材の粒度-第2部:微粉)の表記に従う又は準ずる。
粒度の決め方の詳細は、上述のJIS R 6001-1:2017及びJIS R 6001-2:2017に記載されている。例えば、粒度は、沈降管試験方法、電気抵抗試験等を用いることにより定められる。
切削ブレード2は、砥粒及びボンド材を有するので、後述するフラットドレスにより切れ味を回復させることができる。一方で、砥粒を含まない超鋼カッターでは、一度切れ味が低減したら、超鋼カッターを新品のものに交換する必要がある。フラットドレスによる切れ味の回復が可能であることは、切削ブレード2の特徴の一つである。
切削ブレード2は、50μm以上200μm以下の所定の厚さを有する。本実施形態の切削ブレード2は、70μmの厚さを有する。切削ブレード2の形状は、円環状であり、それぞれ円形の外周端部2a及び内周端部2bを含む。
外周端部2a及び内周端部2bは、新品(未使用)の状態では、同心円状である。切削ブレード2の外周部には、複数の切り欠き2cが形成されている。各切り欠き2cは、切削ブレード2の厚さ方向において一面2Aから他面2Aまでつながっている。
複数の切り欠き2cは、それぞれ外周端部2aから切削ブレード2の径方向2dの中心2eに向かう様に形成され(即ち、切り欠かれ)ており、切削ブレード2の周方向2fに沿って略等間隔に配置されている。なお、中心2eは、切削ブレード2の外形(即ち、外周円)の中心である。
本実施形態の切り欠き2cは、外周端部2aから中心2eに向かって伸びる様に細長く形成されたスリットである。切り欠き2cを通る径方向2dにおける切削ブレード2の断面視(図2(A)の矢印A参照)において、外周端部2aは直線状領域2gを有する。
直線状領域2gは、切削ブレード2の一面2Aから他面2Aに向かう刃厚方向に沿っている。なお、市販の切削ブレードでは、加工目的に応じて、刃厚方向に対して所定角度を形成する傾斜領域を外周部に形成することがあるが、本実施形態の切削ブレード2における直線状領域2gは、刃厚方向に対して略平行である。
次に、図3を参照し、切削ブレード2が用いられる切削ユニット4について説明する。図3は、切削ユニット4の分解斜視図である。切削ユニット4は、長手方向がY軸方向に略平行に配置された筒状のスピンドルハウジング6を有する。
スピンドルハウジング6は、円柱状のスピンドル8の一部が回転可能に収容されている。スピンドル8は、長手方向がY軸方向に略平行に(即ち、Y軸方向に沿って)配置されている。スピンドル8の基端部の近傍には、モータ等の駆動源(不図示)が設けられている。
スピンドル8の先端部は、スピンドルハウジング6から突出している。スピンドル8の先端部には、ブレードマウント10が固定されている。ブレードマウント10は、円環状の受けフランジ部12と、円柱状のボス部14と、を含む。
ボス部14には、まず、切削ブレード2の開口2hが挿入される。切削ブレード2の開口2hの径は、スピンドル8の径よりも所定値(例えば、30μm)だけ大きいので(即ち、クリアランスを有するので)、開口2hにボス部14を挿入すると、切削ブレード2の内周端部2bの一部が、ボス部14で支持される。
次いで、ボス部14には、円盤状の押さえフランジ16の開口16aが挿入される。その後、ボス部14の先端部分の外周面に形成されている雄ねじに、円環状の固定ナット18の雌ねじが締結される。
これにより、切削ブレード2は、受けフランジ部12及び押さえフランジ16で挟まれた状態でスピンドル8の他端部に固定される(即ち、スピンドル8に装着される)。図4は、スピンドル8に装着された切削ブレード2を示す図である。
但し、図4では、説明の便宜上、押さえフランジ16、固定ナット18等を省略している。また、図4では、切削ブレード2の半径を符号2iで示し、ボス部14の円柱の中心軸に、スピンドル8の回転中心8aを示す。
図4に示す様に、本実施形態の切削ブレード2は、切削ブレード2の中心2eがスピンドル8の回転中心8aからずれる様に、スピンドル8に装着される。
これにより、切削ブレード2は、スピンドル8の回転中心8aを通る切削ブレード2の径方向2dにおいて、回転中心8aから切削ブレード2の一方の外周端部2aまでの第1距離20が、回転中心8aから切削ブレード2の他方の外周端部2aまでの第2距離22より長くなる。
なお、本実施形態において、回転中心8aを通る径方向2dにおける回転中心8aから外周端部2aまでの距離とは、切削ブレード2に切り欠き2cが形成されていない場合の回転中心8a及び外周端部2a間の距離と見なしてよい。
第1距離20と第2距離22との差24は、切削ブレード2の外形の中心2eとスピンドル8の回転中心8aとの差に略等しい。本実施形態では、差24を15μm以上100μm以下の所定値とする。
ところで、スピンドルハウジング6の先端部には、不図示のブレードカバーが設けられている。ブレードカバーは、スピンドル8に装着された切削ブレード2の両面を挟む様に設けられた一対のクーラーノズル(不図示)を有する。
一対のクーラーノズルからは、純水等の切削水(不図示)が所定の流量で供給される。また、ブレードカバーには、切削ブレード2の外周部に所定の流量で切削水を供給可能なシャワーノズル(不図示)が設けられている。
切削装置30は、上述の切削ユニット4に加えて、図5に示す様に、切削ユニット4の下方に設けられた円盤状のチャックテーブル32を備える。チャックテーブル32は、ステンレス鋼等の金属で形成差されている円盤状の枠体を有する。枠体の上部には、円盤状の凹部(不図示)が形成されている。
凹部には、ポーラスセラミックスで形成された円盤状の多孔質板(不図示)が固定されている。枠体の上面と、多孔質板の上面とは、略面一であり、XY平面に略平行な保持面32aを構成している。
多孔質板には、真空ポンプ等の吸引源(不図示)から負圧が伝達される。被加工物11を保持面32aに載置した後、多孔質板に負圧を伝達させれば、被加工物11は、保持面32aで吸引保持される。
チャックテーブル32は、Z軸方向と略平行な所定の回転軸の周りに回転可能に構成されている。また、チャックテーブル32は、ボールねじ式の移動機構(不図示)により、X軸方向に沿って移動可能に構成されている。なお、X軸方向(加工送り方向)、Y軸方向(割り出し送り方向)、Z軸方向(高さ方向、鉛直方向)は、互いに直交する。
次に、被加工物11について説明する。本実施形態の被加工物11は、縦125mm、横125mm及び厚さ約220μmの矩形板であり、その全体がPET(polyethylene terephthalate)で形成されている。
つまり、被加工物11は、その全体が樹脂(延性材)で形成されている。しかし、本実施形態で説明する切削ブレード2での切削方法は、少なくとも被切削領域に樹脂、金属等の延性材を有する他の被加工物に対しても有効である。
次に、図1の各工程に沿い、被加工物11を切削ブレード2で切削する切削方法について説明する。まず、図3及び図4を用いて説明した様に、切削ブレード2をスピンドル8に装着する(切削ブレード装着工程S10)。
切削ブレード装着工程S10の後、図5に示す様に、被加工物11の一面と、被加工物11の対角線よりも長い内径の円形開口を有する金属製の環状フレーム15の一面とに、樹脂製のダイシングテープ13が貼り付けられた被加工物ユニット17を、保持面32aに載置する。なお、保持面32aの径は、被加工物11の対角線よりも長く、環状フレーム15の開口の径よりも小さい。
次いで、ダイシングテープ13を介して被加工物11を保持面32aで吸引保持する。そして、所定の速度で回転させた切削ブレード2の下端を被加工物11の被保持面(即ち、下面)と、保持面32aとの間の所定深さに位置付けると共に、被加工物11における1つの切削予定ライン(不図示)の延長線上に切削ブレード2を配置する。
そして、切削ブレード2を回転させたまま、それぞれ所定の流量で一対のクーラーノズル及びシャワーノズルから切削水を供給しながら、チャックテーブル32をX軸方向に沿って移動させる(即ち、加工送りをする)。
これにより、被加工物11は切削され、切削溝(不図示)が形成される(切削工程S20)。本実施形態の切削工程S20では、1つの切削予定ラインに沿う1回の切削で被加工物11を切断する。図5は、切削ブレード2で被加工物11を切削する様子を示す図である。
1つの切削予定ラインに沿って被加工物11を切削した後、所定のインデックス量だけ切削ユニット4を割り出し送りする。その後、同様にして被加工物11を切削する。この様にして、第1の方向に沿う全ての切削予定ラインを切削した後、チャックテーブル32を90度回転させる。
そして、第1の方向と直交する第2の方向に沿う全ての切削予定ラインに沿って、同様に被加工物11を切削する。これにより、被加工物11は、それぞれ矩形板状のチップ(不図示)に分割される。
切削工程S20における加工条件の一例を次に示す。
スピンドル回転数 :30,000rpm
加工送り速度 :50mm/s
クーラーノズルの流量:1.5L/min
シャワーノズルの流量:1.0L/min
本実施形態では、図4に示す様に、スピンドル8の回転中心8aから最も遠い第1距離20又はその近傍に位置する切削ブレード2の外周端部2aであって切り欠き2cの外周端部2aに位置する直線状領域2gで、延性材で形成されている被加工物11を主に切削する。
それゆえ、被加工物11をカンナで削る様に切り取ることができるので、切り欠き2cの外周端部2aに位置する直線状領域2gを有しない他の切削ブレードで被加工物11を切削する場合に比べて、バリの発生量を低減できる。つまり、低速化しなくとも1度の切削において切削溝に残存するバリを低減できる。
ところで、本実施形態の特徴の一つは、切削ブレード装着工程S10の後、被加工物11の切削直前に切削ブレード2の目立てや形状修正を主な目的とする一般的なドレス工程を経ることなく、切削工程S20を行う点にある。
図6は、一般的なドレス工程を示す図である。一般的なドレス工程では、ドレスボード33が使用される。ドレスボード33は、上述のダイシングテープ13を介して環状フレーム15で支持された状態で、保持面32aで吸引保持される。
ドレスボード33は、砥粒と、砥粒を固定する結合材と、を有する。砥粒は、例えば、ホワイトアランダム(WA)、グリーンカーボン(GC)で形成されており、切削ブレード2に使用される砥粒の平均粒径に比べて、小さい平均粒径を有する。また、結合材(ボンド材)としては、例えば、ビトリファイドボンドや、レジンボンドが用いられる。
一般的なドレス工程では、まず、スピンドル8の周りに回転している切削ブレード2の下端を、ドレスボード33の上面33a及び下面33bの間の高さ位置に配置する。次に、X軸方向(加工送り方向)に沿って切削ブレード2とドレスボード33とを相対的に移動させる。
本実施形態では、切削ユニット4に対してチャックテーブル32を移動させることで、切削ブレード2をドレスボード33に切り込んだ状態でドレスボード33に対して加工送りする。
しかし、この様に、一般的なドレス工程を経ると、切削ブレード2の外形の中心2eが、スピンドル8の回転中心8aに近づく、又は、略一致する。つまり、図4で説明した切削ブレード2の中心2e及び回転中心8aの差24が小さくなる、又は、略ゼロになる。
後述する実験結果(図7(A)から図7(E)参照)で示す様に、バリの発生を低減するためには、中心2e及び回転中心8aが離れることで第1距離20が第2距離22よりも長くなった状態で(図4参照)、切削工程S20を行うことが重要である。
(第1の実験)図7(A)及び図7(B)は、(i)断面視において外周端部2aが直線状領域2gを有する切削ブレード2を用い(図10(A)参照)、且つ、(ii)図4に示す様に第1距離20が第2距離22よりも長い状態を維持した状態で、被加工物11に所定深さの切削溝11aを形成した実験結果である。
加工条件は、上述の第1の実施形態のものとした。図7(A)は、切削溝11aの上面写真である。なお、図7(A)において紙面横方向に延びる細長い直線は、切削溝11aの撮影時に撮影視野に重畳的に表示される基準線である。後述する他の上面写真でも同様である。
図7(B)は、切削溝11aの長手方向に直交する平面で切断された切削溝11aの断面写真である。図7(A)及び図7(B)に示す様に、第1の実験では、バリは略形成されなかった。また、図7(B)の断面写真に示す様に、切削溝11aの底部は、略平坦となった。
(第2の実験)図7(C)及び図7(D)は、上述の一般的なドレス工程を経て第1距離20及び第2距離22が略同じになり、且つ、外周端部2aが断面視で曲線状の凸形状(図10(B)参照)となった切削ブレード2(以降、R付略真円の切削ブレード2と略記する)を用いて、被加工物11に所定深さの切削溝11bを形成した結果である。
加工条件は、上述の第1の実施形態のものとした。図7(C)は、R付略真円の切削ブレード2で形成された切削溝11bの上面写真である。図7(C)に示す様に、切削溝11bの近傍には、多数のバリ19が形成された。
図7(D)は、R付略真円の切削ブレード2で形成された切削溝11bの断面写真である。図7(D)も、切削溝11bの長手方向に直交する平面での断面写真である。図7(D)の断面写真に示す様に、切削溝11bの底部は、凸形状の曲線となった。
(第3の実験)図7(E)は、外周端部2aが若干摩耗しており断面視で凸形状の曲線(図10(B)参照)を有する切削ブレード2をスピンドル8から取り外し、回転中心8aの周りに時計回りに120度回転させた上で、再度、スピンドル8に装着した上で(以降、R付偏心装着された切削ブレード2と略記する)、形成された切削溝11cの上面写真である。
R付偏心装着された切削ブレード2では、再装着により、図4を用いて説明した様に、第1距離20が第2距離22よりも長い状態が実現されている。
図7(E)に示す切削溝11cの近傍に形成されるバリ19の量は、図7(C)に示すバリ19に比べて減少したが、図7(A)に示す結果に比べれば、形成されるバリ19の量は多い。
また、図示してはいないが、切り欠き2cを有さない切削ブレード(不図示)で被加工物11を切削した場合には、切削溝の縁部に多量のバリ19が発生することを出願人は確認している。
第1実験、第2実験及び第3実験の結果を鑑みるに、(i)切削ブレード2が外周部に切り欠き2cを有し、断面視において外周端部2aが直線状領域2gを有すること、及び、(ii)切削ブレード2の中心2eとスピンドル8の回転中心8aとをずらして切削ブレード2をスピンドル8に装着することが、バリ19の低減に効果的であると言える。
また、図7(E)の結果を鑑みれば、切削ブレード2が摩耗して外周端部2aが断面視で凸形状の曲線となっていたとしても、切削ブレード2の中心2eとスピンドル8の回転中心8aとをずらす様に、切削ブレード2をスピンドル8に装着することは、バリ19を低減する上で、一定の効果があると言える。
(第2の実施形態)そこで、第2の実施形態では、切削ブレード2の中心2eとスピンドル8の回転中心8aとをずらす様に、摩耗した切削ブレード2を回転させてボス部14に配置した上で、切削ブレード2をスピンドル8に再装着する。図8は、第2の実施形態に係る切削方法のフロー図である。
図9(A)は、切削工程S20後且つ再装着工程S30前の摩耗した切削ブレード2を示す図である。図9(A)に示す様に、摩耗により、切削ブレード2の外形の中心2eと、回転中心8aとは、略一致し、所定値(例えば、5μm)以下となる。
なお、図9(A)では、説明の便宜上、押さえフランジ16を省略し、更に、ボス部14の円柱の中心軸に、スピンドル8の回転中心8aを示している。また、ボス部14に示す丸と、切削ブレード2の一面2Aに示す二重丸とは、切削ブレード2の回転を視覚的に明らかにするために便宜的に付している。
第2の実施形態では、切削工程S20の後、更に切削を行う場合(S24でYES)、摩耗した切削ブレード2をスピンドル8から取り外す。
そして、スピンドル8の長手方向(即ち、Y軸方向)に沿う所定の直線の周りに切削ブレード2を90度以上180度以下の所定角度だけ回転させた上で、摩耗した切削ブレード2をスピンドル8に再装着する(再装着工程S30)。図9(B)は再装着工程S30後の摩耗した切削ブレード2を示す図である。
スピンドル8に再装着された切削ブレード2では、切削ブレード2の開口2hと、スピンドル8の径と、のクリアランス(例えば、30μm程度)に起因して、切削ブレード2の外形の中心2eが、スピンドル8の回転中心8aから所定距離(例えば、15μm程度)離れ、回転中心8aよりも下方に位置する。
再装着工程S30を経ることで、回転中心8aを通る摩耗した切削ブレード2の径方向2dにおいて回転中心8aから摩耗した切削ブレード2の一方の外周端部2aまでの第3距離40は、回転中心8aから摩耗した切削ブレード2の他方の外周端部2aまでの第4距離42よりも長くなる。
本実施形態においても、回転中心8aを通る径方向2dにおける回転中心8aから外周端部2aまでの距離とは、切削ブレード2に切り欠き2cが形成されていない場合の回転中心8a及び外周端部2a間の距離と見なしてよい。
この様に、摩耗した切削ブレード2の外形の中心2eと、スピンドル8の回転中心8aとをずらすことで、バリ19を低減する一定の効果を得ることができる。なお、切削工程S20後、切削を行わない場合(S24でNO)、フローを終了する。
ところで、上述の様に、摩耗前の(即ち、新品の)切削ブレード2では、切り欠き2c及び中心2eを通る切削ブレード2の断面視(図2(A)の矢印A参照)での外周端部2aは、図10(A)に示す様に直線状領域2gを有する。図10(A)は、外周端部2aに直線状領域2gを有する切削ブレード2の断面図である。
しかし、被加工物11の切削を進めるにつれて、切削ブレード2の外周端部2aは摩耗する。特に、一面2A側及び他面2A側の外周端部2aが摩耗し、切り欠き2c及び中心2eを通る断面視において、切削ブレード2は凸形状の曲線となる(つまり、所謂Rが付いた状態となる)。
図10(B)は、切り欠き2c及び中心2eを通る断面における外周端部2aが凸形状の曲面となった切削ブレード2の断面図である。上述の図7(A)及び図7(E)に示す実験の結果を鑑みれば、切り欠き2c及び中心2eを通る断面において外周端部2aを直線状とする方が、バリ19を低減できる。
つまり、Rが付いた外周端部2aに対して所謂フラットドレスを施すことで、外周端部2aの形状を修正して、直線状領域2gを再生することはバリ19を低減する上で効果的である。図10(C)は、フラットドレスにより、外周端部2aに直線状領域2gが再生された切削ブレード2の断面図である。
(第3の実施形態)第3の実施形態では、外周端部2aに直線状領域2gを再生するために、切削工程S20の後且つ再装着工程S30の前にフラットドレス工程S26(図11参照)を行う。図11は、第3の実施形態に係る切削方法のフロー図である。
図12は、フラットドレス工程S26を示す図である。フラットドレス工程S26では、まず、矩形板状のドレスボード33の下面33bと、環状フレーム15の一面とに、樹脂製のダイシングテープ13が貼り付けられたドレスボードユニットを保持面32aで吸引保持する。
このとき、ドレスボード33の上面33aが上方に露出する。そして、スピンドル8を回転させながら外周端部2aが摩耗した切削ブレード2をドレスボード33に切り込んだ状態で、Y軸方向に沿って切削ブレード2とドレスボード33とを相対的に移動させる。
本実施形態では、チャックテーブル32の位置を固定し、切削ユニット4をY軸方向に沿って往復移動させる。これにより、切削ブレード2の径方向2dにおける切削ブレード2の断面視において外周端部2aが直線状領域2gを有する様に、切削ブレード2の外周端部2aに対してフラットドレスを施す(フラットドレス工程S26)。
フラットドレス工程S26における加工条件の一例を次に示す。
スピンドル回転数 :30,000rpm
割り出し送り速度 :30mm/s
クーラーノズルの流量:1.5L/min
シャワーノズルの流量:1.0L/min
切削ユニット4のY軸方向の往復移動は、例えば、まず、Y軸方向の一方へ15μm移動した後、Y軸方向の他方へ15μm移動する1往復の動作を10回繰り返す。次いで、Y軸方向の一方へ7.0μm移動した後、Y軸方向の他方へ7.0μm移動する1往復の動作を15回繰り返す。
最後に、Y軸方向の一方へ3.0μm移動した後、Y軸方向の他方へ3.0μm移動する1往復の動作を20回繰り返す。但し、往復移動の態様は、この例に限定されるものではない。
(第4、第5の実験)図13(A)及び図13(B)は、フラットドレス工程S26後の切削ブレード2を用いて、被加工物11に所定深さの切削溝11d,11eを形成した場合の実験結果である。加工条件は、上述の第1の実施形態のものとした。
但し、図13(A)は、フラットドレス工程S26後且つ再装着工程S30前の切削ブレード2で形成された切削溝11dの上面写真であり(第4の実験)、図13(B)は、フラットドレス工程S26及び再装着工程S30後の切削ブレード2で形成された切削溝11eの上面写真である(第5の実験)。
図13(A)に示す切削溝11dの近傍には多量のバリ19が形成されている一方で、図13(B)に示す切削溝11eの近傍にはバリ19が略形成されていない。第1から第5の実験の結果を鑑みるに、切削ブレード2の中心2eとスピンドル8の回転中心8aとをずらすことは、バリ19を低減する上で特に効果的であると言える。
その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、上述の実施形態及び実験で記載した効果を奏することができるのは、図2(A)等に記載の切削ブレード2に限定されない。
図14は、他の例に係る切削ブレード2´の正面図である。切削ブレード2´も、砥粒及びボンド材を有する。切削ブレード2´は、切り欠き2cの形状が、正面視においてスリットではなく略三角形である点が切削ブレード2と異なる。
但し、切り欠き2cを通る径方向2dにおける切削ブレード2´の断面視において、外周端部2aは直線状領域2gを有する。切削ブレード2´を用いる場合も、図4に示す様に第1距離20が第2距離22よりも長い状態を維持した状態で切削工程S20を行ってよい。
また、再装着工程S30(第2の実施形態)や、フラットドレス工程S26後の再装着工程S30を経て(第3の実施形態)、切削工程S20を再度行ってもよい。これにより、切削ブレード2を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
2,2´:切削ブレード、2A:一面、2A:他面
2a:外周端部、2b:内周端部、2c:切り欠き、2d:径方向、2e:中心
2f:周方向、2g:直線状領域、2h:開口、2i:半径
4:切削ユニット、6:スピンドルハウジング、8:スピンドル、8a:回転中心
10:ブレードマウント、12:受けフランジ部、14:ボス部
11:被加工物、11a,11b,11c,11d,11e:切削溝
13:ダイシングテープ、15:環状フレーム、17:被加工物ユニット、19:バリ
16:押さえフランジ、16a:開口、18:固定ナット
20:第1距離、22:第2距離
30:切削装置、32:チャックテーブル、32a:保持面
33:ドレスボード、33a:上面、33b:下面
40:第3距離、42:第4距離
A:矢印
S10:切削ブレード装着工程、S20:切削工程
S26:フラットドレス工程、S30:再装着工程

Claims (6)

  1. 延性材を有する被加工物を円環状の切削ブレードで切削する切削方法であって、
    該切削ブレードの外周端部から該切削ブレードの径方向の中心に向かう様にそれぞれ切り欠かれており該切削ブレードの周方向に沿って配置された複数の切り欠きを外周部に有し、且つ、該切り欠きを通る該切削ブレードの径方向における該切削ブレードの断面視において外周端部に直線状領域を有する該切削ブレードを、スピンドルの回転中心を通る該切削ブレードの径方向において該回転中心から該切削ブレードの一方の外周端部までの第1距離が該回転中心から該切削ブレードの他方の外周端部までの第2距離より長くなる様に、該スピンドルに装着する切削ブレード装着工程と、
    該切削ブレード装着工程の後、該スピンドルに装着された該切削ブレードを回転させながら、該切削ブレードで該被加工物における該延性材で形成されている領域を切削する切削工程と、
    を備えることを特徴とする切削方法。
  2. 該切削ブレード装着工程では、該第1距離と該第2距離との差が15μm以上100μm以下となる様に、該切削ブレードを該スピンドルに装着することを特徴とする請求項1に記載の切削方法。
  3. 該切削ブレード装着工程の後、該切削ブレードを該スピンドルの周りに回転させながら該切削ブレードをドレスボードに切り込んだ状態で該スピンドルの長手方向と直交する加工送り方向に沿って該切削ブレードと該ドレスボードとを相対的に移動させるドレス工程を経ることなく、該第1距離が該第2距離よりも長い状態を維持した状態で該切削工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の切削方法。
  4. 該切削工程の後、該切削ブレードを該スピンドルから取り外し、次いで、該スピンドルの長手方向に沿う所定の直線の周りに該切削ブレードを90度以上180度以下の所定角度だけ回転させた上で、該スピンドルの該回転中心を通る該切削ブレードの径方向において該回転中心から該切削ブレードの一方の外周端部までの第3距離が該回転中心から該切削ブレードの他方の外周端部までの第4距離よりも長くなる様に、該切削ブレードを該スピンドルに再装着する再装着工程を更に備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の切削方法。
  5. 該切削工程の後、且つ、該再装着工程の前に、該スピンドルを回転させながら該切削ブレードをドレスボードに切り込んだ状態で、該スピンドルの長手方向に沿う割り出し送り方向に沿って該切削ブレードと該ドレスボードとを相対的に移動させることで、該切削ブレードの径方向における該切削ブレードの断面視において外周端部が直線状領域を有する様に該切削ブレードの該外周端部に対してフラットドレスを施すフラットドレス工程を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の切削方法。
  6. 該切削ブレードは、砥粒と、該砥粒を固定するボンド材と、を有する請求項1に記載の切削方法。
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