JP2893817B2 - ハブ付薄刃砥石 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体素子に用いられるシリコンウェーハ
や、磁気ヘッドに用いられるフェライト等の電子および
磁性材料の切断分割や溝入れ加工などの超精密加工に使
われるハブ付薄刃砥石に関するものである。

［従来の技術］ 半導体素子に用いられるシリコンウェーハを一定間隔
に切断分割したり、フェライト製の磁気ヘッドに一定間
隔で溝入れを行うような超精密加工では、これらを単一
の刃体で加工していたのでは生産性が悪いので、従来は
第４図に示すような、薄肉円環状の電鋳砥石を組み合わ
せた、いわゆるマルチブレード型の薄刃砥石が使用され
ることがある。

これは、回転軸１に、加工ピッチに相当する厚さを有
する円環状のスペーサ２を嵌挿し、このスペーサ２の両
側に薄肉円環状の電鋳砥石3,3を配置し、さらにその両
側から円環状のフランジ4,4を嵌入して、これらを回転
軸１に固定した構造となっており、この回転軸１を回転
して、被加工材を所定の間隔に切断したり、溝入れ加工
を施したりするものである。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、前記のような超精密加工では、その加工ピッ
チが1mm以下であり、高い加工精度が要求される。しか
しながら、前述の従来技術では、スペーサと砥石との接
合面の粗度が加工精度に大きな影響を及ぼすため、スペ
ーサの両側面にラップ加工を施さねばならず、また、ス
ペーサが薄いためラップ加工自体が難しく、精度の高い
スペーサを得ることが難しかった。また、砥石の厚さが
10〜60μｍ程度と薄い場合には、マルチブレードを組み
立てる際の砥石のしめ具合の調節が非常に微妙で、ゆが
みを生じたり、ブレードに歪み、損傷が生ずるという欠
点があり、これらの損傷部等を起点にして切断加工時に
ブレードが破損するという問題があった。

このため、組み立てには専門的な技術と、高度の熟練
が必要であり、加工現場で組み立て作業を行うことは困
難だった。

また、加工ピッチを変更する場合には、スペーサを交
換しなければならず、その度に前記の作業を行う必要が
あるため、作業効率の低下を免れない。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記の課題を解決するためになされたもの
で、薄肉円環状の砥粒層の一方の面に、これよりも外径
の小さい円環状のハブを、同軸に固定してなるハブ付薄
刃砥石において、前記砥粒層を、前記ハブの砥粒層側の
面に電着によって形成された電鋳砥粒層とするととも
に、このハブの砥粒層側の面に、砥粒層の他方の面より
も軸方向外側に突出したスペーサ部を一体に形成し、こ
のスペーサ部の外径を、前記砥粒層の内径よりも小さく
設定したことを特徴とする。

［作用］ このような構成のハブ付薄刃砥石では、例えばスペー
サ部の厚さを、加工ピッチの1/2としたものを２個、そ
れぞれのスペーサ部が互いに当接するように組み合わせ
ることにより、所定のピッチで溝入れ加工等を行うこと
ができる。

また、スペーサ部を当接させた状態で、各砥粒層に応
力が加わることがないため、組み立ての際に、従来のよ
うな微妙なしめ具合の調節を必要とせず、加工現場でも
容易に組み立てが行える。

しかも、スペーサ部の外径が砥粒層の内径よりも小さ
く設定されているので、スペーサ部と砥粒層とは径方向
に間隔をあけて配設されることとなり、例えば加工中に
一方の砥石に振動が生じたりしても、この振動が互いに
当接するスペーサ部から他方の砥石の砥粒層に直接伝播
するのを防ぐことができ、被加工材に加工される溝や切
断面のすべての加工精度が損なわれるような事態を防止
することが可能となる。

さらに、スペーサ部の厚さの異なるハブ付薄刃砥石を
数種類用意し、これらを組み合わせて使用することによ
り、加工ピッチの変更にも即座に対応することができ
る。［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。こ
のハブ付薄刃砥石11は、ダイヤモンドやCBN等の多層電
着によって形成された電鋳砥石である薄肉円環状の砥粒
層12と、この砥粒層12の一方の面12aに同軸に固定され
た円環状のアルミニウム合金製ハブ13から構成されてい
る。

ハブ13の外径は、砥粒層12の外径よりも小さく、中心
部には回転軸に嵌挿される取り付け穴13aが設けられて
いる。また、外周部は砥粒層12に固定される面13bに向
って幅広な断面形状となっている。

そして、このハブ13の砥粒層12に固定される面13bに
は、砥粒層12の、ハブ13が固定される面12aの反対側の
面12bより軸方向に突出した円環状のスペーサ部13cが、
ハブ13と一体かつ同軸に形成されている。このスペーサ
部13cの外径は、砥粒層12の内径よりも小さく設定され
ており、従って砥粒層12の内周とスペーサ部13cの外周
との間には、第１図ないし第３図に示されるように径方
向に間隔があけられることとなる。また、砥粒層12の軸
方向の中心とスペーサ部13cの端面13dとの軸方向の距
離、すなわちスペーサ部13cの厚さは、加工ピッチの1/2
に設定されている。

このような構成のハブ付薄刃砥石11を得るには、ま
ず、形成する砥粒層12の外径と同じ大きさの外径のハブ
13を切削により成形し、このハブ13の、砥粒層12を形成
する部分を除いてハブ13にマスキングを施した後、電着
によって所定の厚さの砥粒層12を形成する。次に、ハブ
13の外径を所定の寸法に成形する。しかる後、ハブ13の
寸法変化を許さない部分にマスキングを施し、ハブ13の
外周面をアルカリ性溶液等によって溶解し、砥粒層12の
刃先を露出させる。

このような構成のハブ付薄刃砥石11によって、被加工
物の切断分割や溝入れ加工を行うには、第２図に示すよ
うに、２個のハブ付薄刃砥石11,11を、それぞれのスペ
ーサ部が当接するように組み合わせて回転軸14に嵌挿
し、固定する。この時、両ハブ付薄刃砥石11,11の砥粒
層12,12の間隔は、所定の加工ピッチに相当するから、
これにより一定の間隔で切断や溝入れの超精密加工を行
うことができる。

本発明によれば、スペーサ部を当接させた状態で、各
砥粒層に応力が加わることがないから、ゆがみや損傷を
生じるおそれがなく、従来のように砥石を固定するのに
微妙なしめ具合の調節を必要としない。これにより、マ
ルチブレードの組み立て作業が、特別な技術や熟練を要
さず、作業現場で誰にでも容易に行うことができ、非常
に簡便になる。

また、砥粒層をハブに固定したことにより、剛性の向
上が図られ、これによって、振れによる加工精度の低下
を防ぐことが可能である。

しかも、スペーサ部13cの外径が砥粒層12の内径より
も小さくされて、上述のように両者の間に径方向に間隔
があいているので、たとえスペーサ部13c同士を当接さ
せた状態で加工中に一方の砥石11に振動が生じたとして
も、これが他方の砥石11のスペーサ部13cからその砥粒
層12に直接的に伝播するのを防ぐことができる。従っ
て、万一このような振動が発生したとしても、被加工材
に形成される溝の精度や被加工材の切断精度がすべて損
なわれるような事態は、未然に防止することができる。

さらに、磁気ヘッドに溝入れを行う場合には、第３図
に示すように、まず、磁気ヘッドとなる被加工材15にＶ
字型の断面の溝15a…を形成し、その後に溝15b…を掘り
込むものであるが、第４図に示したマルチブレードでこ
のような加工を行うと、Ｖ字型断面の溝15aの深さの分
だけ、砥石の刃先を必要以上に突出して加工しなければ
ならず、刃厚に対する砥石突出しが大きくなるため、加
工中に砥石が破損したり、刃先の振れが発生して加工精
度を低下させるおそれがあった。しかし、本実施例で
は、ハブ13の外周部が、砥粒層12に固定された面13bに
向って幅広な断面形状であり、この傾斜度を被加工材15
のＶ字型溝の傾斜より小さくすることにより、ハブ13の
外周部の先端部13eを被加工材15のＶ字型溝15a内に侵入
させて溝入れすることが可能となる。このため、砥石の
刃先突出量を小さくできるとともに、ハブ13の外周部の
先端部13eが砥石の剛性を補強して、刃先の振れを抑え
ることができ、加工精度を維持したまま深切り込みや高
速加工ができる。

なお、本実施例では、スペーサ部13cの厚さを加工ピ
ッチの1/2とし、このようなハブ付薄刃砥石11を２個組
み合わせて使用したが、スペーサ部の厚さの異なるハブ
付薄刃砥石を予め数種類用意しておき、これらを組み合
わせることにより、異なる加工ピッチの切断分割や溝入
れが容易に可能となる。この際、場合によってはスペー
サ部を持たないハブ付薄刃砥石との組み合わせも可能で
ある。

また、本実施例では、ハブ13を構成する材質として、
軽量化と十分な剛性を確保するとともに、製造上、アル
カリ電解液に溶解する物質でなければならないことから
アルミニウム合金を用いたが、前記の作用をなす素材で
あるなら、これに限るものではない。さらに、このよう
なハブ付薄刃砥石の製造方法についても、砥石として十
分な加工精度と強度が維持されるのであれば、前述の製
造方法に限るものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、所定の加工ピ
ッチを有するマルチブレードの組み立てを、作業現場に
て簡単に行うことが可能である。また、組み立ての際に
砥粒層に応力が加わることがないため、ゆがみや損傷の
発生を防止でき、高い加工精度を維持することができ
る。しかも、スペーサ部の外径が砥粒層の内径よりも小
さく設定されているので、万一こうしてマルチブレード
に組み立てられた砥石の一方に振動が生じたりしても、
この振動が他方の砥石の砥粒層に直接伝播するのを防ぐ
ことができ、被加工材における加工のすべての精度が損
なわれるような事態を防止することが可能となる。

また、スペーサ部の厚さの異なるハブ付薄刃砥石を用
意し、これらを組み合わせて使用することにより、加工
ピッチの変更にも即座に対応することが可能であり、作
業効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図であり、第２
図および第３図はこの実施例の使用例を示すものであ
る。また、第４図は従来例を示す断面図である。 11…ハブ付薄刃砥石、12…砥粒層、13…ハブ、13a…取
り付け穴、13c…スペーサ部、14…回転軸、15…被加工
材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24D 5/00 B24D 5/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄肉円環状の砥粒層の一方の面に、これよ
   りも外径の小さい円環状のハブを同軸に固定してなるハ
   ブ付薄刃砥石において、 前記砥粒層は、前記ハブの砥粒層側の面に電着によって
   形成された電鋳砥粒層であるとともに、 このハブの砥粒層側の面には、砥粒層の他方の面よりも
   軸方向外側に突出したスペーサ部が一体に形成されてお
   り、このスペーサ部の外径が、前記砥粒層の内径よりも
   小さく設定されていることを特徴とするハブ付薄刃砥
   石。