JP2972629B2 - 内周刃ブレード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハな
ど精密部材の切断に用いられる内周刃ブレードに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内周刃ブレード（inner diameter blad
e）は、ステンレス鋼製の薄板をドーナツ状に成形し、
内周側にダイヤモンド砥粒を電着などの方法で固着した
切断用砥石であり、内周刃ブレードをドラム状のテーブ
ルに取り付け、回転させながら軸と直角方向に移動さ
せ、刃部の内側に設置された被切断材をスライス切断す
ることができる。

【０００３】この内周刃ブレードを用いることによっ
て、シリコンやＧＧＧなどの半導体、石英、特殊なガラ
スなど電子部品の高能率、高精度なスライス切断ができ
る。台金となるステンレス鋼薄板は０．１ｍｍ程度の高
抗張力材が使用されるが、高価な被加工物の切断ロスを
低減するため、台金はより薄くなる傾向にある。一方、
シリコンインゴットの大型化も進んでおり、これに対応
して内周刃ブレードは大径化し、２００〜８６０ｍｍ径
まで用途によって使い分けられてる。

【０００４】図４は従来の一般的な内周刃ブレードの砥
粒層部を示す断面図で、５０はステンレス鋼などの基
板、５１は基板５０の内周側に形成されたダイヤモンド
砥粒層である。この砥粒層５１は、前記したように電着
によって形成され、基板５０の内周側にあり、実際に刃
先として働く砥粒層厚みＸの刃先部５１ａと、刃先部５
１ａから連続して基板５０側面に形成された砥粒層厚み
Ｙの延長部５１ｂとからなる。延長部５１ｂは、砥粒層
５１と基板５０との接触面積を増大させて砥粒層５１の
剥離を防ぐ役目や、また切断の過程において被切断材の
切断面を研磨する役目などを果たすが、一方、必要以上
に厚くすると切断ロスなどの問題が発生し、延長部５１
ｂは必要な付着強度を維持する範囲で可能な限り薄くす
ることが望ましい。

【０００５】一方、この砥粒層５１は電着によって形成
されるため、原則として刃先部５１ａの厚みＸと延長部
５１ｂの厚みＹとはほぼ同一のものとなり、従って耐久
性を向上させるために、刃先部５１ａの厚みＸを厚くす
るのにも限界がある。

【０００６】このような単層からなる砥粒層の欠点を解
消したものとして、例えば、特開昭６３−２１２４７０
号公報には二層型内周刃ブレードが開示されている。

【０００７】図５はこの二層型内周刃ブレードとその製
造プロセスを示す模式図で、まず同図（ａ）に示すよう
に、基板６０の先端から側面にかけて電着により第１の
砥粒層６１を形成し、ついで、これを同図（ｂ）に示す
ように絶縁板６５で挟持し、側面の成長を阻んだ状態
で、さらに電着によって先端部に第２砥粒層６２を形成
する。また同公報には、前記第１の砥粒層６１を外周方
向に漸移的に厚みを減じるメッキ金属層としたものが提
案されており、このような構造によっても、先端の突出
量が大きく、耐久性のある内周刃ブレードを得ることが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
二層型内周刃ブレードは、いずれも第１の砥粒層の先端
部にのみ第２の砥粒層を追加形成するものであるため、
第２の砥粒層の保持力が弱いという問題がある。

【０００９】一方、内周刃ブレードによる切断において
は、冷却と潤滑のためのクーラントが刃先部に供給され
る。このクーラントは、内周刃ブレードの高速回転によ
る遠心力により刃先部から基板外周側に流れるのである
が、砥粒層の上下面と被切断材の切断面との間のクリア
ランスが狭いためにクーラントの流れがスムーズにいか
ず、クーラントをカッティングポイントに供給するのが
難しい。

【００１０】このため、砥粒層の基板半径方向の長さを
短くするなどの方策がとられているが、前記のクリアラ
ンスが狭いことに変わりはないので、クーラントの流れ
を改善するには至っていない。とくに従来の内周刃ブレ
ードは、基板内周側の周方向に対して連続した砥粒層を
形成したものであるため、クーラントがカッティングポ
イントにうまく供給できず、これが切れ味を低下させる
要因となっている。

【００１１】そこで本発明は、砥粒層を二層とした内周
刃ブレードにおいて、第２の砥粒層の保持力を高めるこ
とを第１の目的とし、カッティングポイントへのクーラ
ントの供給をスムーズにすることを第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の内周刃ブレード
は上記目的を達成するために、ドーナツ状の基板内周側
に砥粒層を電着法により固着した内周刃ブレードにおい
て、前記砥粒層を、前記基板内周の先端にのみ形成した
第１層と、同第１層を包囲しかつ前記基板の側面に連な
る第２層とから形成したことを特徴とする。

【００１３】すなわち本発明の内周刃ブレードにおいて
は、砥粒層の第２層は、第１層の先端側に形成された先
端部と、この先端部に連続する延長部からなる断面コ字
状で、この第２層で第１層を包囲することによって第２
層と第１層の接合面積を大きくし、さらに第２層の延長
部内面と基板表面とを接着させることにより、第１層と
第２層との接着力および基板と砥粒層との接着力が向上
する。

【００１４】ここで、砥粒層を構成する第１層と第２層
は、両方を同質のダイヤモンド層としてもよく、また粒
度の異なるダイヤモンド層としてもよい。第１層と第２
層の粒度を異ならせる場合は、第２層の粒度を第１層の
粒度よりも細かくすると、切れ味が向上し、良好な切断
面が得られる。

【００１５】さらに本発明の内周刃ブレードにおいて
は、前記砥粒層の内周先端部の複数箇所に半径方向のス
リットを形成することができる。砥粒層の内周先端部に
スリットを形成することによって、刃先部に供給された
クーラントがスリットを通じてカッティングポイントへ
効率よく供給され、かつ、切粉の排出が良くなるため、
長期にわたって良好な切れ味を維持することができる。

【００１６】前記のスリットは、一つのスリットが幅
（砥粒層周方向の長さ）０．１〜１．０ｍｍで、深さ
（砥粒層径方向の長さ）０．１〜０．３ｍｍの範囲であ
り、かつ砥粒層の内周長に対するスリット幅の合計長の
比率が３０％以内であるのが好ましい。

【００１７】スリットの幅が０．１ｍｍ未満であると切
粉の排出が不充分となり、１．０ｍｍを越えると断続切
断となり、チッピングなどが発生する。また、スリット
の深さが０．１ｍｍ未満であると切粉の排出が不充分と
なり、０．３ｍｍを越えると砥粒層に欠けが発生しやす
くなる。

【００１８】前記スリットは、クーラントの供給および
切粉の排出の点からはスリットの個数が多いほうが良い
が、砥粒層の内周長に対するスリット幅の合計長の比率
（以下、占有率という）が３０％を越えると砥粒層の磨
耗がはやくなり、また被切断材にソーマークが発生しや
すくなるので、占有率は３０％以内とするのが好まし
い。

【００１９】前記スリットを形成する方法は、とくに限
定されるものではないが、たとえば以下に述べるような
二つの方法を採用することができる。一つの方法は、機
械加工によりスリットを形成する方法であり、他の方法
は、特定の電着条件を設定してスリットを形成する方法
である。

【００２０】機械加工によりスリットを形成する場合
は、電着法により砥粒層の第１層を形成した後、第１層
の内周先端部に機械加工によりスリットを形成し、その
後、第２層を被覆形成するか、または、電着法により第
１層と第２層を形成した後、機械加工によりスリットを
形成することにより、第２層の内周先端部にスリットを
形成することができる。

【００２１】特定の電着条件を設定してスリットを形成
する場合は、電着法により砥粒層の第１層を形成する際
に、基板の厚さにより決まる絶縁板間隔に応じて絶縁板
周面と基板周面との距離を調節して、第１層の内周先端
部に凹凸を発生させ、その後に第２層を被覆形成するこ
とにより、第２層の内周先端部にスリットを形成するこ
とができる。

【００２２】上記のスリット形成において、第１層にス
リットまたは凹凸を形成した後に第２層を被覆形成する
場合は、第１層と第２層の接触面積が増加することによ
り、第１層と第２層の接着強度が大きくなるという利点
がある。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態を示
す内周刃ブレードの正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面
図、図３は図１に示す内周刃ブレードを一部切り欠いて
示す斜視図である。

【００２４】図において、１０はステンレス鋼からなる
円盤状の基板で、中央に同心円状の空洞を形成したドー
ナツ型であり、その内周側には砥粒層１３が形成されて
いる。砥粒層１３は電着法により形成されたもので、図
２および図３に示すように、基板１０の内周の先端に基
板１０と同じ厚さに形成された第１層１４と、この第１
層１４の先端側及び側面全面を包囲するように形成され
た第２層１５とからなる二層型である。

【００２５】第１層１４は、断面形状が矩形状で、その
基部が基板１０の内周先端と接合されている。第２層１
５は、第１層１４の先端側に形成された先端部１５ａ
と、この先端部１５ａに連続する延長部１５ｂとからな
る断面コ字状で、先端部１５ａと延長部１５ｂの一部の
内側が第１層１４に接合され、また延長部１５ｂの残り
の内側が基板１０の外面と接合されている。これら第１
層１４及び第２層１５は、共に同質のダイヤモンド層と
しており、これによって、第１層１４と第２層１５の密
着性が良くなる。

【００２６】このように本実施の形態の内周刃ブレード
は、二層構造でありながら、側面部の厚みを増すことな
く基板１０と第２層１５との接合面積を充分にとること
が可能となり、しかも刃先先端の先端部１５ａとこれに
繋がる延長部１５ｂが一体成形であるため、砥粒層１３
の突出量を多く取りながら、刃先として働く先端部の剥
離を効果的に防止することができる。さらには、基板１
０の内周部先端からの砥粒層厚み、すなわち刃先として
働く砥粒層厚みを長くすることができるので、ブレード
の寿命が長くなる。

【００２７】砥粒層１３には、内周先端部に幅（砥粒層
周方向の長さ）０．１〜１．０ｍｍで、深さ（砥粒層径
方向の長さ）０．１〜０．３ｍｍの範囲のスリット１７
を、スリット占有率（スリット幅の合計長／砥粒層の内
周長×１００％）が２０％となるように形成している。

【００２８】このスリット１７は、電着法により砥粒層
の第１層１４を形成する際に、基板１０の厚さにより決
まる絶縁板間隔に応じて絶縁板周面と基板周面との距離
を調節して、第１層１４の内周先端部に凹凸を形成さ
せ、その後に第２層１５を被覆形成することにより、第
２層１５の内周先端部にスリットを形成したものであ
る。ここで、第１層１４の内周先端部に形成される凹凸
は、電着法により第１層１４を形成する際に、絶縁板周
面と基板周面との距離が絶縁板間隔に応じて決まる或る
値以上になると、イオンの供給が不充分となって、基板
周面に砥粒が電着しない部分が発生することにより形成
されるものである。

【００２９】このようなスリット１７を形成することに
よって、刃先部に供給されたクーラントがスリット１７
を通じてカッティングポイントへ効率よく供給され、か
つ、切粉の排出が良くなるため、長期にわたって良好な
切れ味を維持することができる。さらに、第１層１４と
第２層１５の接触面積が増加することにより、第１層と
第２層の接着強度が大きくなるという利点がある。

【００３０】

【実施例】本発明の効果を確認するために、以下の条件
でブレード寿命の比較試験を行った。図４に示した従来
の単層型内周刃ブレードと本発明の内周刃ブレードをそ
れぞれスライシングマシンに実装し、切断速度が１０ｍ
／ｍｉｎで、サマリュームコバルトを厚み０．８ｍｍに
スライス切断した。１枚のブレードでの切断回数は、従
来の単層型内周刃ブレードでは５００〜７００回（平均
６００回）、本発明の内周刃ブレードでは１１００〜１
７００回（平均１５００回）であり、本発明の内周刃ブ
レードは従来の内周刃ブレードに比べて寿命が２〜３倍
に向上した。

【００３１】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。 （１）砥粒層を基板内周の先端にのみ形成した第１層
と、同第１層を包囲しかつ基板の側面に連なる第２層と
から形成することによって、第１層と第２層の接合面積
が大きくなり、さらに第２層の延長部内面と基板表面と
を接着させることにより、第１層と第２層との接着力お
よび基板と砥粒層との接着力が向上する。

【００３２】（２）刃先先端の砥粒層とこれに繋がる延
長部が一体成形であるため、突出量を多く取りながら、
先端部の剥離を防止することができる。さらに、基板の
内周部先端からの砥粒層厚み、すなわち刃先として働く
砥粒層厚みを長くすることができるので、ブレードの寿
命が長くなる。

【００３３】（３）砥粒層の内周先端部の複数箇所に半
径方向のスリットを形成することによって、刃先部に供
給されたクーラントがスリットを通じてカッティングポ
イントへ効率よく供給され、かつ、切粉の排出が良くな
るため、長期にわたって良好な切れ味を維持することが
できる。とくに、スリットの幅を０．１〜１．０ｍｍ、
深さを０．１〜０．３ｍｍの範囲とし、スリットの占有
率を３０％以内とすることにより、チッピングやソーマ
ークが発生することなく、良好な切粉の排出が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す内周刃ブレードの
正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１に示す内周刃ブレードを一部切り欠いて示
す斜視図である。

【図４】従来の内周刃ブレードの砥粒層部の拡大図であ
る。

【図５】従来の二層型内周刃ブレードとその製造プロセ
スを示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 基板 １３ 砥粒層 １４ 第１層 １５ 第２層 １５ａ 先端部 １５ｂ 延長部 １７ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−68468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−52182（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−136773（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−61768（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24D 5/12 B24D 3/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドーナツ状の基板内周側に砥粒層を電着
   法により固着した内周刃ブレードにおいて、前記砥粒層
   を、前記基板内周の先端にのみ形成した第１層と、同第
   １層を包囲しかつ前記基板の側面に連なる第２層とから
   形成したことを特徴とする内周刃ブレード。
2. 【請求項２】 前記砥粒層の内周先端部の複数箇所に半
   径方向のスリットを形成したことを特徴とする請求項１
   記載の内周刃ブレード。
3. 【請求項３】 前記スリットが、幅０．１〜１．０ｍｍ
   で、深さ０．１〜０．３ｍｍの範囲であることを特徴と
   する請求項２記載の内周刃ブレード。
4. 【請求項４】 前記砥粒層の内周長に対する前記スリッ
   ト幅の合計長の比率が３０％以内であることを特徴とす
   る請求項２または３記載の内周刃ブレード。