JP2644544B2 - 極薄切断ブレード - Google Patents

極薄切断ブレード

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JP2644544B2 JP20545488A JP20545488A JP2644544B2 JP 2644544 B2 JP2644544 B2 JP 2644544B2 JP 20545488 A JP20545488 A JP 20545488A JP 20545488 A JP20545488 A JP 20545488A JP 2644544 B2 JP2644544 B2 JP 2644544B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はシリコン,フエライト,ガラス,セラミクス
等の硬脆材料を精密に切断、あるいは溝加工するための
全厚みが0.5mm以下の極薄切断ブレードに関するもので
ある。
[従来の技術] 従来この種の硬脆材料を精密に切断するブレードとし
ては砥粒を含む板状材から成る切断ブレードが用いられ
る。
これらの切断ブレードの砥粒層部はいずれも一般的に
は一種類の組成からなる単層の切断ブレードであること
が多いが、たとえば公開特許公報昭62−88578にあるよ
うに切断ブレードの厚み方向に層構造を持つものもあ
る。
[発明が解決しようとしている問題点] 前述の層構成方法(公特公昭62−88578)で示される
方法により製造される3層構成切断ブレードは各層の厚
みが、砥粒と金属との混合体を型込めすることにより決
まるのであるから、 混合体の型込めという非常に制御しにくい手法によ
り各層の厚みを決めるために、ひとつの層内での厚みむ
らが発生しやすい。
同様の理由により極薄い層構造からなる多層構造切
断ブレードを再現性よく製造しにくい。
同様の理由により全厚みが極薄い切断ブレードを再
現性よく製造しにくいといった欠点がある。
また、従来の一種類の組成のみからなる切断ブレード
は図5に示すように切断中に切断ブード刃先が曲がりや
すいため、 被切断材料の切断面が直角にならない。
切断方向における切断面の真直性が悪い。
切断ブレードが片あたりしやすく、切断面にキズ,
チツピングが発生しやすい。
その結果、ひんぱんに切断ブレード刃先の形状修正
作業を行う必要がある。
といった欠点がある。この欠点は全厚みが0.5mm以下の
極薄切断ブレードでは顕著となる。
これは、単層の板状材から成る切断ブレードは、切断
ブレードの成分が均一に分散していれば、理想的には切
断ブレード刃先は図3に示すように断面が対称に摩耗し
てゆくが、実際には切断ブレード成分のわずかな不均一
性などにより図4に示すような偏摩耗を起こし、偏摩耗
したブレードには、ブレード先端に横方向の力が加わる
ため、切断ブレード刃先が図5に示すように曲りやすい
からである。
[問題点を解決するための手段(及び作用)] 本発明は多層構造極薄切断ブレードにおいて、各層の
砥粒と結合用金属粉末をペースト状材に調整し、このペ
ースト状材を基板シート上に塗布するというコントロー
ルしやすい方法にすることで各層ごとの厚みムラを極力
排することを可能とし、なおかつ、各層の形成にプレス
圧力を利用しないので各層間にプレス圧力の不均一性に
起因する密度ムラが生じず、従って極薄切断ブレード中
にアンバランスな内部応力を残さないので焼成後にソリ
を生じることもないものとした。
以上のように本発明の極薄切断ブレードは、各層の厚
みをその一層の中でもばらつかず、また精密にその厚み
をコントロールでき、また密度むらがないので全厚みが
0.5mm以下の極薄切断ブレードであってもソリが生ずる
こともない。
また、単層の板状材からなる極薄切断ブレードの切断
中の曲りという問題を解決するために、中心層の両側面
の層が中心層よりも摩耗率が小さい構造とし、極薄切断
ブレードの厚み方向に摩耗しやすい部分と摩耗しにくい
部分を設けることにより偏摩耗を起こしにくい構造とす
ることができる。
[実施例] 本発明の多層構造極薄切断ブレードは、少なくとも外
側層に含有させる砥粒として超砥粒が好ましいが、その
他一般砥粒も場合によっては用いることができる。特
に、天然、並びに合成ダイヤモンド,CBN,カーボランダ
ム(C),グリーンカーボランダム(GC),アランダム
(A),ホワイトアランダム(WA),炭化硼素等が目的
に応じ、単独又は混合して用いられる。
砥粒の粒径は極薄切断の目的に応じて選択される。砥
粒率(集中度)は普通2〜70vol%、一般的には6〜30v
ol%、好ましくは7.5〜20vol%程度である。
その製造法は印刷法にて製造するのが、 その層厚みをコントロールするのが容易である。
その層内に密度ムラ、圧力ムラを生じさせない。
均一な組成の板状材を安定して得られる。
といった面から望ましい。
第1図は印刷法にて製造して得た多層構造極薄切断ブ
レードであり、砥材を含有する金属質結合材からなる各
層1,2,3の多層構造をなしている。
この場合の金属質結合材は、メタルボンド砥石のいわ
ゆるメタルボンドとして用いられる粉末状の金属質結合
材を用い、Ca,Fe,Ni,Sn,Co,Ag又はこれらの合金、たと
えば、Cu−Sn合金、Cu−Zn合金等又はこれらの混合物を
使用でき、これらの複合被覆金属粉も使用できる。
また、硼けい酸鉛ガラス,硼けい酸ビスマスガラス等
のフラツクス成分あるいはペースト用粘着剤等を含むこ
とができる。
印刷用樹脂溶液としては、アクリル酸エステル樹脂,
メタクリル酸エステル樹脂,セルロースエステル樹脂,
ブチラール樹脂,酢酸ビニル樹脂等の有機溶剤溶液、水
溶液又はエマルジヨンがこのましい。また、ペーストの
基板シートへの付着性を増加するため、ロジン,水添グ
リセリネステル,ポリラルペン樹脂,テルペンフエノー
ル樹脂,C−5系石油樹脂,C−9系石油樹脂,脂環族系水
添石油樹脂等の粘着剤を若干量添加することも可能であ
る。
第1図に示す各層1,2,3中の砥粒、金属質結合材は、
目的とする砥石の砥粒集中度及び結合材の割合に応じて
配合し、樹脂溶液は印刷ペーストの流動性,粒度に応じ
て混合し、混練器等を使って砥粒及び金属粉末が均一に
分布するように充分混練する。
次に混練によって得られたペーストは、基板シート上
にスクリーン印刷される。基板シートの材料としては、
ポリエステルフイルム,シリコンペーパー,銅箔などが
適当である。
印刷用スクリーンは、約40〜500メツシユを有するテ
トロン、ナイロン、又はステンレススクリーンを用いる
ことが好ましく、公知のようにスクリーンを通して上記
ペーストを基板シートに被着することによって実施され
る。
こうして砥粒及び金属質結合材の混合ペーストからな
る砥材層が形成された基板シートは乾燥後、基板シート
を砥材層板状材から剥離する。得られた板状材は所定の
寸法及び形状に切り出されたのち積層して焼成する。ま
たは、積層した後、所定の寸法及び形状に切り出し焼成
する。
焼成は、砥材層中の金属粉末、すなわち金属質結合材
が半溶融状態となるよう所定温度(材料によって異なる
が600〜1000℃)で行う。
実施例1 砥材砥粒12〜25μmの合成ダイヤモンドからなる砥粒
と、平均砥粒2〜10μmの銅,錫及び銀粉末を80:15:5
の重量比で混合してなる金属質結合材と、樹脂溶液(エ
チルセルロース30部+C−5系石油樹脂10部+ブチルラ
クテート60部)を重量比1:14:7.5で混合し、混練器にて
30分間、混練してペーストを調合製造した。
また、三層構造を目的とする場合、上記ペースト調合
比又は材料を変更し硬,軟の差をつける。
したがって、ここでは、銅:錫:銀の重量比を70:20:
10の軟質調合のものを別途上記方法にて調合製造した。
得られた硬質,軟質砥材用ペーストを基板シートであ
るポリエステルフイルム上に、それぞれ#120のテトロ
ンメツシユを使ったスクリーン印刷により印刷した。こ
の各層の印刷物を乾燥した後、基板シートを剥離させ、
硬質,軟質2種の板状材を得、この板状材を所定寸法に
切断し、焼成形型内の3層の中心が軟質砥材層となるよ
うに積層して700℃、圧力250Kg/cm2、H2雰囲気下にて1
時間ホツトプレスしたところ、全厚150μm、厚さバラ
ツキ±5μm以下の均質な三層構造をもつ極薄切断ブレ
ードを得た。
この三層構造のメタルボンド切断ブレードを使用し
て、シリコンウエハーを繰り返し切断したところ、しだ
いに切断ブレード先端が図2に示すように、外層側に2
個の山を持った形状に摩耗した。これは中心層である第
1の板状材にくらべて、外層である第2の板状材が硬質
の金属結合材のため、摩耗しにくく、この摩耗しにくい
部分が両側面にあるため互いに進路を規制し合いながら
摩耗するからである。その結果、偏摩耗を起こしにく
く、また摩耗し易い中心層が早く減り、外側面側が残る
ので、図2に示すような形状となる。この際、従来の単
層の切断ブレードでシリコンウエハーを切断した場合に
くらべて、切断面がわん曲せず、切断の直進性にも優
れ、また切断ブレードに無理な力が加わらず切断ブレー
ドの振動も減少したことにより切断面に発生するキズや
チツピングも減少した。その理由は、切断ブレードの偏
摩耗が少なく、切断ブレードに無理な力が加わらないこ
とと、両側両側の山の部分が被切断物に最初に当り、こ
の2個の山によって被切断材料に2本の溝をつけ、2本
の溝が互いに進路を規制し合いながらブレード厚み全体
の切断が進行するからである。また、切断寸法の狂いも
小さく、安定した状態での切断が長時間行えるので、極
薄切断ブレードの形状修正加工(ツルーイング、ドレシ
ング)をする作業間隔が大幅に伸びた。
実施例2 実施例1中の合成ダイヤモンドからなる砥粒を金属質
結合材と樹脂溶液の比を変化させ、すなわち集中度を変
化させることで、三層構成の硬軟差をつけた。ここで
は、合成ダイヤモンドからなる砥粒と金属質結合材と樹
脂溶液を重量比に1:14:7.5のものを軟質材とし、2:14:
7.5のものを硬質材とする。
他は実施例1と同様にして三層構造をもつ極薄切断ブ
レードを得た。
本実施例においても実施例1と同様の効果が得られ
た。
[他の実施例] 実施例3 実施例2と同じく、ダイヤモンド砥粒と金属質結合材
を混合して成る第1の板状材の両側面に、ダイヤモンド
砥粒と金属質結合材の配合割合を変えた第2の板状材を
積層した三層の板状材のさらに外側に第1の板状材と同
一組成の第3の板状材を積層して五層構造の板状材と
し、五層構造の極薄切断ブレードとした。製造方法は五
層構成とした以外は、実施例2と同じである。
以上のようにして作製した五層構造のメタルボンド極
薄切断ブレードを使用してシリコンウエハーを繰り返し
切断したところ、実施例1,実施例2と同様の効果が得ら
れたばかりでなく、最も外側の層である第3の板状材が
相対的に砥粒含有率が小さいため、被切断材料の切断面
に発生するキズ,チツピング等が実施例2よりもさらに
減少した。
また、本実施例では三層,五層構造の極薄切断ブレー
ドについて述べたが、複数の薄い層を厚みの中心から徐
々にその組成を変更しながら層を重ね合わせていった多
層構造の極薄切断ブレードも得ることができる。ただ
し、この場合には同一の組成の厚みを厚さ方向に対称に
配置する必要がある。
[発明の効果] 本発明により多層構造極薄切断ブレードが、 各層ごとの厚みムラを極力排する構成となり、 焼成後のソリが発生しにくくなり、 全厚みを極く薄くしたものが可能となり、 精密に各層の厚みをコントロールされた、 ものとなる。
また、圧粉体等のハンドリングが不要になるので、製
造上有利なだけでなく、製造の管理自動化がしやすい印
刷法を採用しているので、均一な性能の極薄切断ブレー
ドの量産を実施しやすい。さらに本極薄切断ブレードに
おいて、両側面層の摩耗率を中心層よりも小さくするこ
とによって、全厚みが0.5mm以下という極薄切断ブレー
ドであるにもかかわらず、偏摩耗を起こしにくく、その
結果、切断面が曲がらない、切断の直進性が良い、
切断面にキズ,チツピング等を発生しにくい、極薄
切断ブレードの形状修正作業を大幅に省くことができる
層構造を有する極薄切断ブレードを得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した三層構造の極薄切断ブレード
外観図。 第2図は第1図のA−A′断面図で、本発明を実施した
使用中の切断ブレードの使用中の先端の摩耗の状態を示
す。 第3図は従来の均一な組成の単層切断ブレード先端の断
面図で、理想的に摩耗した状態を示す。 第4図は従来の均一な組成の単層切断ブレード先端の断
面図で、偏摩耗した状態を示す。 第5図は従来の均一な組成の単層切断ブレードが切断中
に曲がる様子を模式的に示した断面図である。 1……切断ブレードを構成する第1層(内層) 2,3……切断ブレードを構成する第2層(外層) 4……三層構造を有する切断ブレード 5……均一な組成の単層切断ブレード 6……被切断材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小堺 隆 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 樫野 俊雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 佐藤 充宏 東京都世田谷区玉川4―18―12 (72)発明者 三国 喜和 福岡県久留米市野中町314―2 (56)参考文献 特開 昭56−62764(JP,A) 特開 昭64−40278(JP,A) 特公 昭42−15192(JP,B1)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微細粉砥粒と結合用金属粉末の混合粉末を
    溶媒中に懸濁させ、該懸濁液に粘着剤を混合してペース
    ト状とし、該ペースト状材を基板シートに塗布し乾燥し
    た後、前記基板シートから剥離し第1の板状材とし、該
    第1の板状材の両側面に、前記ペースト状材と組成の異
    なるペースト状材を基板シートに塗布し乾燥したのち、
    前記基板シートから剥離した第2の板状材を積層し、該
    積層材を第1並びに第2の板状材中の結合用金属の融点
    以上に加熱圧着することによって各層を一体に成形した
    層構造を有することを特徴とする全厚みが0.5mm以下の
    極薄切断ブレード。
  2. 【請求項2】第1項中の第2の板状材の組成が摩耗率に
    おいて第1の板状材に比べて小さいことを特徴とする第
    1項記載の全厚みが0.5mm以下の極薄切断ブレード。
  3. 【請求項3】第1項中の第2の板状材の外側に第1項記
    載と同様な方法において複数の板状材を設けたことを特
    徴とする全厚みが0.5mm以下の極薄切断ブレード。
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