JP3823830B2

JP3823830B2 - Electroformed thin blade whetstone

Info

Publication number: JP3823830B2
Application number: JP2002003688A
Authority: JP
Inventors: 純二星; 吉隆池田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003205470A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばセラミックスコンデンサーとなる焼成前の樹脂バインダー含有状態の積層セラミックスグリーンシートのように、樹脂を含む電子材料からなるワークを切断するために用いられる電鋳薄刃砥石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のセラミックスコンデンサーグリーンシートのような樹脂を含む電子材料は、例えば、一枚の大きな電子材料を、電鋳薄刃砥石を用いて切断加工することにより、所定の大きさに成形して個々の電子部品にすることが行われる。
この切断加工に用いられる電鋳薄刃砥石は、金属めっき相中に超砥粒が分散配置されてなる砥石本体を有するものであるが、以前より、めっき後の砥石本体に反りが生じやすくワークをまっすぐに切断できなかったり、砥石本体の強度が得られにくく破損が生じてしまうといった問題があった。
【０００３】
ところで、近年では、電子部品の小型かつ高容量化が進んできており、その原材料となる電子材料の材料付加価値も向上してきている。
そのため、材料歩留まりの向上が熱望され、電鋳薄刃砥石による切断加工によって除去される量、すなわち、電鋳薄刃砥石の砥石本体の厚みに依存する切断幅を極力小さくしたいという要求があるものの、上記のような従来の電鋳薄刃砥石では、その砥石本体の厚みが１００〜２００μｍに設定されたものが一般的であり、十分に小さい切断幅を得ることができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような切断幅を小さくしたいという要求をもとに、砥石本体の厚みが、例えば６０μｍ以下に設定されたような電鋳薄刃砥石を製造しようとした場合に、大きな粒径の超砥粒を用いようとすると、上述した砥石本体の反りや強度低下の問題がより顕著になってしまうので、必然的に、粒径が８／２０μｍ（平均粒径１２．５μｍ）より小さい粒径の超砥粒を用いなければならない、すなわち、超砥粒の平均粒径ｘと砥石本体の厚みｔとの比ｘ／ｔが最大でも（１／５）とならざるを得なくなってしまう。
しかしながら、このような小粒径の超砥粒が金属めっき相中に分散配置された電鋳薄刃砥石によって電子材料の切断加工を行うと、電子材料に含まれる樹脂によって目詰まりが生じてしまい、切断加工を継続することできないという状況に陥ってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、砥石本体の反りを抑制するとともに高い強度を得ることができ、かつ、目詰まりの生じ難い電着薄刃砥石を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、金属めっき相中に超砥粒が分散配置されてなる略円板状の砥石本体を有する電鋳薄刃砥石において、前記超砥粒として、大粒径砥粒と小粒径砥粒とが用いられ、前記大粒径砥粒の平均粒径ａと前記小粒径砥粒の平均粒径ｂとの比ａ／ｂが、（３／２）〜（２０／１）の範囲に設定され、前記砥石本体の内周側部分には、前記小粒径砥粒のみが前記金属めっき相中に分散配置されるとともに、前記砥石本体の切断加工に寄与する外周側部分には、前記大粒径砥粒と前記小粒径砥粒の混粒が分散配置されていることを特徴とする。また、前記大粒径砥粒はダイヤとされていることが好ましい。
このような構成とすると、近年における砥石本体の薄型化の要求を満たしたとしても、砥石本体の内周側部分に配置された小粒径砥粒によって、砥石本体の反りを抑制できるとともに、この砥石本体の強度を十分に確保することができ、かつ、金属めっき相の耐摩耗性を向上させることができる。さらに、切断加工に寄与する部分、すなわち、砥石本体の外周側部分に配置された大粒径砥粒によって、目詰まりを生じさせることなく優れた切れ味を維持することが可能となる。
ここで、大粒径砥粒の平均粒径ａと小粒径砥粒の平均粒径ｂとの比ａ／ｂが（３／２）より小さくなると、目詰まりの発生を抑制できなかったり、あるいは、砥石本体の反りや強度低下が生じてしまうおそれがあり、逆に、比ａ／ｂが（２０／１）より大きくなっても、耐摩耗性の向上という効果が得られなくなってしまうおそれがある。
【０００７】
また、前記砥石本体における外周側部分には、前記大粒径砥粒と小粒径砥粒との混粒が分散配置されていて、すなわち前記小粒径砥粒も配置されているので、ワークの切断加工の際に生成される切屑が、大粒径砥粒を固定している金属めっき相を摩耗させてしまうのを抑制する効果を得ることができ、砥石寿命の延長を図ることが可能になる。
【０００８】
また、前記大粒径砥粒の平均粒径ａと前記砥石本体の厚みｔとの比ａ／ｔが小さすぎると、砥石本体の厚みｔを薄くしようとするときに、目詰まりを生じやすくなるおそれがあり、逆に、比ａ／ｔが大きすぎても、砥石本体の外周側部分の強度を確保することが困難となるおそれがあるので、この比ａ／ｔは、（１／５）〜（１／１）の範囲に設定されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記大粒径砥粒が配置された前記砥石本体の外周側部分における前記砥石本体の径方向での長さｄと前記砥石本体の外径Ｄとの比ｄ／Ｄが小さすぎると、大粒径砥粒の配置される砥石本体の外周側部分の領域が小さくなりすぎて、優れた切れ味を確保することが困難となるおそれがあり、逆に、比ｄ／Ｄが大きすぎても、大粒径砥粒の配置される砥石本体の外周側部分の領域が大きくなりすぎて、砥石本体の反りや強度の低下が生じるおそれがあるので、この比ｄ／Ｄは、（１／１００）〜（１／４）の範囲に設定されていることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本実施形態による電鋳薄刃砥石は、図１及び図２に示すように、厚みｔの略円板状（正確には略リング型薄板状）を呈するものであり、その全体が砥粒層とされている。
この砥石本体１０は、例えばＮｉ，Ｃｏまたはこれらの合金等からなる金属めっき相１１中に、超砥粒１２として、小粒径ダイヤ１３（小粒径砥粒）と大粒径ダイヤ１４（大粒径砥粒）との混粒が分散配置されたものである。
【００１１】
そして、超砥粒１２（小粒径ダイヤ１３，大粒径ダイヤ１４）のうち、小粒径ダイヤ１３は、砥石本体１０の全体（外周側部分１０Ａ及び内周側部分１０Ｂ）に亘って配置されているのに対し、大粒径ダイヤ１４は、砥石本体１０の径方向の外周側部分１０Ａ（砥石本体１０の外周側に位置するリング状をなす領域）のみに配置されているのである。
すなわち、砥石本体１０の外周側部分１０Ａには、小粒径ダイヤ１３と大粒径ダイヤ１４との混粒が金属めっき相１１中に分散配置され、また、砥石本体１０の内周側部分１０Ｂには、小粒径ダイヤ１３のみが金属めっき相１１中に分散配置された状態となっている。
【００１２】
また、大粒径ダイヤ１４が分散配置された略リング状の領域をなす砥石本体１０の外周側部分１０Ａについて、その砥石本体１０の径方向での長さｄは、砥石本体１０の外径Ｄに対する比ｄ／Ｄが、（１／１００）〜（１／４）の範囲となるように設定されている。
【００１３】
さらに、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａと小粒径ダイヤ１３の平均粒径ｂとの比ａ／ｂが、（３／２）〜（２０／１）の範囲に設定され、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａと砥石本体１０の厚みｔとの比ａ／ｔが、（１／５）〜（１／１）の範囲に設定されている。
これらの比ａ／ｂ及び比ａ／ｔが上記の範囲を満たすように、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａが１０〜１５０μｍの範囲内、小粒径ダイヤ１３の平均粒径ｂが３〜５０μｍの範囲内、砥石本体の厚みｔが１０〜２００μｍの範囲内から適宜設定される。
【００１４】
なお、本実施形態においては、例えば、砥石本体の厚みｔが６０μｍに設定され、小粒径砥粒１３の粒径が８／１６μｍ（平均粒径ｂ＝１０μｍ）に設定され、大粒径砥粒１４の粒径が２０／３０μｍ（平均粒径ａ＝２４μｍ）に設定されており、例えば、大粒径ダイヤ１４は、砥石本体１０の厚み方向に２個程度配置されている。
【００１５】
また、小粒径ダイヤ１３及び大粒径ダイヤ１４からなる超砥粒１２は、金属めっき相１１に対して、１０〜４０ｖｏｌ％の範囲に設定され、かつ、小粒径ダイヤ１３が超砥粒１２に対して、５０〜９５ｖｏｌ％の範囲に設定されている。
【００１６】
次に、上記のような構成とされた電鋳薄刃砥石の製造方法の一例を、図３及び図４を用いて順を追って説明する。
〔１〕図３（ａ）に示すように、金属製の台金２０を用意するとともに、その平坦な台金面２１に対して、上記の砥石本体１０における外周側部分１０Ａに相当する形状をなす部分を露出させるようにしてマスキング２２を施す。
【００１７】
〔２〕台金２０を、めっき液で満たされためっき槽内に配置した後、図３（ｂ）に示すように、台金面２１におけるマスキング２２が施されていない露出した部分に対して、金属めっき相１１を所定厚さに析出させるとともに、粒径２０／３０μｍ（平均粒径ａ＝２４μｍ）の大粒径ダイヤ１４を電着固定する。この段階では、金属めっき相１１の厚みは５μｍ程度に抑え、大粒径ダイヤ１４を台金面２１上に固定するだけにとどめておく。
このときのめっき条件としては、以下に示す通りである。
・めっき液：スルファミン酸ニッケル液
・通電条件：５Ａ／ｄｍ²×５分
・金属めっき相厚み：５μｍ
【００１８】
〔３〕大粒径ダイヤ１４が電着された台金２０をめっき槽から取り出して、図３（ｃ）に示すように、台金面２１に対して施されたマスキング２２を外す。
【００１９】
〔４〕台金面２１からマスキング２２が外された台金２０を、めっき液で満たされためっき槽内に配置し、その後、図３（ｄ）に示すように、マスキング２２が外された台金面２１の全面に対して、金属めっき相１１を所定厚さに析出させるとともに、粒径８／１６μｍ（平均粒径ｂ＝１０μｍ）の小粒径ダイヤ１３を電着固定する。
このときのめっき条件としては、以下に示す通りである。
・めっき：スルファミン酸ニッケル液
・通電条件：５Ａ／ｄｍ²×６０分
・金属めっき相厚み：６０μｍ
【００２０】
〔５〕図４（ｅ）に示すように、台金面２１上に小粒径ダイヤ１３及び大粒径ダイヤ１４が金属めっき相１１によって固着されてなるめっき品を台金２０から剥離する。
【００２１】
〔６〕図４（ｆ）に示すように、台金２０から剥離されためっき品における台金面２１からの剥離面は、小粒径ダイヤ１３及び大粒径ダイヤ１４が露出していないので、この剥離面における金属めっき相１１をエッチングでわずかに溶解させる。
このときのエッチング条件としては、以下に示す通りである。
・エッチング液：燐酸
・通電条件：１５Ａ／ｄｍ²×１分
【００２２】
〔７〕図４（ｇ）に示すように、剥離面にエッチングが施されためっき品の内外径を加工することにより、砥石本体１０の外周側部分１０Ａには、小粒径ダイヤ１３と大粒径ダイヤ１４との混粒が金属めっき相１１中に分散配置されるとともに、砥石本体１０の内周側部分１０Ｂには、小粒径ダイヤ１３が金属めっき相１１中に分散配置された電鋳薄刃砥石が製造される。
【００２３】
なお、〔５〕の工程の前に、〔１〕〜〔４〕の工程を繰り返したり、また、〔５〕の工程の後に、めっき品の剥離面に対して、〔１〕〜〔４〕の工程を複数回繰り返すことにより、より厚みの厚い砥石本体１０を有する電鋳薄刃砥石を製造することもできる。
【００２４】
上記のような構成の電鋳薄刃砥石は、その砥石本体１０の内周側部分１０Ｂの内周側が取り付け用フランジで挟持されて砥石軸に装着されるとともにナットで締め付け固定され、そして、砥石軸の軸線回りに回転されつつ外周側部分１０Ａで、例えば、セラミックスコンデンサーグリーンシートのような樹脂を含む電子材料からなるワークを切断加工していく。
【００２５】
本実施形態による電鋳薄刃砥石では、砥石本体１０の内周側部分１０Ｂの金属めっき相１１中に分散配置された小粒径ダイヤ１３の存在により、この砥石本体１０の反りを抑制することができるとともに、砥石本体１０の強度を向上させることでき、さらには、金属めっき相１１の耐摩耗性を向上させることが可能となる。これは、近年高まっている砥石本体１０の薄型化の要求を満たすために、砥石本体１０の厚みｔを小さく設定する、すなわち、砥石本体１０の反りや強度低下が生じやすい状態になればなるほど、顕著な効果を得ることが可能となる。
【００２６】
しかも、この砥石本体１０において、切断加工に寄与する部分、すなわち、外周側部分１０Ａの金属めっき相１１中には大粒径ダイヤ１４が分散配置されていることにより、上述したような樹脂を含む電子材料からなるワークを切断したとしても、この樹脂による目詰まりが生じるのを防止して優れた切れ味を維持することができる。
【００２７】
それゆえ、樹脂を含む電子材料からなるワークをより小さい切断幅で切断加工することができて、高い材料歩留まり率を得ることが可能となり、かつ、切断曲がり、砥石本体１０の破損や目詰まりといった不具合が生じることがなく、良好な切断加工を維持し続けることができる。
【００２８】
また、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａが小粒径ダイヤ１３の平均粒径ｂに対して小さすぎると、砥石本体１０の外周側部分１０Ａに配置される大粒径ダイヤ１４の粒径が小さくなって目詰まりを生じさせてしまったり、あるいは、砥石本体１０の内周側部分１０Ｂに配置される小粒径ダイヤ１３の粒径が大きくなって砥石本体１０の反りや強度低下を生じさせたりするおそれがあり、一方、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａが小粒径ダイヤ１３の平均粒径ｂに対して大きすぎると、耐摩耗性の向上の効果が得られなくなってしまうおそれがある。
これに対し、本実施形態では、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａと小粒径ダイヤ１３の平均粒径ｂとの比ａ／ｂを（３／２）〜（２０／１）と最適な範囲に設定したことにより、砥石本体１０の反りや強度低下を抑制し、かつ、目詰まりの発生を抑制することができる。
なお、上述したような効果をより確実なものとするために、比ａ／ｂは、（３／１）〜（１０／１）の範囲に設定されていることが好ましい。
【００２９】
加えて、砥石本体１０における外周側部分１０Ａには、大粒径ダイヤ１４だけでなく、小粒径ダイヤ１３も配置されていることにより、ワークの切断加工に際に生成される切屑、例えばセラミックス粒子が、大粒径ダイヤ１４を固定している金属めっき相１１を摩耗させてしまうのを抑制する効果を得て、砥石寿命の延長を図ることが可能になる。
【００３０】
また、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａと砥石本体１０の厚みｔとの比ａ／ｔが、（１／５）〜（１／１）と適度な範囲に設定されていることによって、目詰まりの発生を抑制することができ、かつ、砥石本体１０の外周側部分１０Ａの強度を落としてしまうこともない。
ここで、この比ａ／ｔが（１／５）より小さくなると、目詰まりを生じやすくなるおそれがあり、また、比ａ／ｔが（１／１）より大きくなっても、砥石本体１０の外周側部分の強度を確保することが困難となるおそれがある。
なお、上述したような効果をより確実なものとするためには、比ａ／ｔは、（１／３）〜（１／１）の範囲に設定されていることが好ましい。
【００３１】
また、大粒径ダイヤ１４が配置された砥石本体１０の外周側部分１０Ａにおける砥石本体１０の径方向での長さｄと砥石本体１０の外径Ｄとの比ｄ／Ｄが、（１／１００）〜（１／４）の範囲に設定されていることにより、大粒径ダイヤ１４の配置された砥石本体１０の外周側部分１０Ａの領域を適度な範囲に設定できて、良好な切れ味を維持しつつも、砥石本体１０の反りや強度の低下を生じさせてしまうことがない。
ここで、この比ｄ／Ｄが（１／１００）より小さくなると、優れた切れ味を確保することが困難となるおそれがあり、また、比ｄ／Ｄが（１／４）より大きくなると、砥石本体１０の反りや強度の低下が生じるおそれがある
なお、上述したような効果をより確実なものとするためには、比ｄ／Ｄは、（１／４０）〜（１／１０）の範囲に設定されていることが好ましい。
【００３２】
また、上記の実施形態で示した電鋳薄刃砥石における数値範囲の規定について、砥石本体１０の厚みｔは１０〜１００μｍの範囲に設定され、大粒径ダイヤ１４の平均粒径ａは１０〜５０μｍの範囲に設定され、小粒径ダイヤ１３の平均粒径ｂは３〜１０μｍの範囲に設定され、超砥粒１２の金属めっき相１１に対する割合は２０〜３５ｖｏｌ％とされ、小粒径ダイヤ１３の超砥粒１２に対する割合は６０〜８０ｖｏｌ％とされていることが好ましい。
【００３４】
また、本実施形態においては、大粒径砥粒として大粒径ダイヤ１４、小粒径砥粒として小粒径ダイヤ１３を用いているが、これに限定されることなく、これら小粒径砥粒及び大粒径砥粒のうちの少なくとも一方に、他の超砥粒、例えばｃＢＮを用いることも可能である。
【００３５】
さらには、砥石本体１０に対して、切断加工時に生じる切屑を取り込むとともに外部に排出しやすくして目詰まりを生じにくくし、かつ、冷却水を切断加工面により多く導く目的から、外周縁から径方向内周側に向けて所定間隔で複数のスリットを形成することも可能である。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の一例（上記の実施形態で説明した製造方法によって製造された電鋳薄刃砥石）を実施例とし、これに対して、粒径が２０／３０μｍ（平均粒径２４μｍ）の大粒径ダイヤが超砥粒として用いられたものを比較例１とし、さらに、粒径が８／１６μｍ（平均粒径１０μｍ）の小粒径ダイヤが超砥粒として用いられたものを比較例２として、比較試験を行った。
これら実施例及び比較例１，２の評価としては、めっき上がりの砥石本体の反りと、セラミックスグリーンシートの切断特性評価という２点で行った。
【００３７】
〔評価１〕めっき後の反り状態
それぞれのめっき上がりの砥石本体の反り状態を確認するために、セラミックス定盤の上に砥石本体を静置し、この定盤と砥石本体の隙間を隙間ゲージで測定した。
この結果を以下に示す。
・実施例：０．１ｍｍ
・比較例１：２．０ｍｍ
・比較例２：０．１ｍｍ
【００３８】
〔評価２〕切断加工試験
切断条件
１）ワークセラミックスグリーンシートサイズ７５×７５×０．８ｍｍ
２）切断機東京精密製ダイサーＡＷ−１００Ａ
３）ブレード回転数３０，０００回転
４）送り１００ｍｍ／ｓｅｃ
５）グリーンシート固定方法テープ接着
６）テープ仕様東洋化学製発泡剥離シート
７）切り込み０．９ｍｍ
８）クーラント市水１．５リッター／ｍｉｎ
９）切断ピッチ１．２ｍｍ
この結果を以下に示す。
・実施例：シート１０枚切断しても問題なし
・比較例１：シート１枚目から切断曲りが発生したため試験中止
・比較例２：シート１枚を切断可能だが、２枚目途中に目詰まりが発生して切断加工が継続不可能
【００３９】
以上の評価１，２から分かるように、本発明の一例である実施例では、砥石本体の反りを０．１ｍｍに抑制でき、また、切断試験においても、何の不具合も生じることがないという優れた結果が得られた。
また、超砥粒として大粒径ダイヤのみが用いられた比較例１では、砥石本体の内周側部分にもこの大粒径ダイヤが用いられているため、砥石本体の反りが２ｍｍとなって、反りを抑制することができず、これにより、切断試験においても、切断曲がりが生じてしまった。
さらに、超砥粒として小粒径ダイヤのみが用いられた比較例２では、砥石本体の反りを０．１ｍｍに抑制することができたものの、切断加工に寄与する部分に小粒径ダイヤが用いられているために、すぐに目詰まりが発生して切断加工を継続することが不可能になってしまった。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電鋳薄刃砥石によれば、超砥粒として、大粒径砥粒と小粒径砥粒とが用いられるとともに、大粒径砥粒が砥石本体における外周側部分に配置されていることから、近年における砥石本体の薄型化の要求を満たしたとしても、砥石本体の内周側部分に配置された小粒径砥粒によって、砥石本体の反りを抑制できるとともに、この砥石本体の強度を十分に確保することができ、さらに、切断加工に寄与する部分、すなわち、砥石本体の外周側部分に配置された大粒径砥粒によって、目詰まりが生じるのを抑制することができる。
それゆえ、樹脂を含む電子材料からなるワークをより小さい切断幅で切断加工することができて、高い材料歩留まり率を得ることが可能となり、かつ、切断曲がり、砥石本体の破損や目詰まりといった不具合が生じることがなく、良好な切断加工を維持し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による電鋳薄刃砥石の平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本実施形態による電鋳薄刃砥石の製造工程を示す説明図である。
【図４】本実施形態による電鋳薄刃砥石の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１０砥石本体
１０Ａ外周側部分
１０Ｂ内周側部分
１１金属めっき相
１２超砥粒
１３小粒径ダイヤ（小粒径砥粒）
１４大粒径ダイヤ（大粒径砥粒）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electroformed thin-blade grindstone used for cutting a workpiece made of an electronic material containing a resin, such as a laminated ceramic green sheet containing a resin binder before firing, which becomes a ceramic capacitor.
[0002]
[Prior art]
An electronic material including a resin such as this type of ceramic capacitor green sheet is formed by cutting a large electronic material into a predetermined size by using an electroformed thin blade grindstone, for example. Electronic parts are made.
The electroformed thin-blade used for this cutting process has a grindstone main body in which superabrasive grains are dispersed and arranged in the metal plating phase. There was a problem that it could not be cut straight or that the strength of the grindstone body could not be obtained and it was damaged.
[0003]
By the way, in recent years, electronic parts have become smaller and have higher capacities, and the added value of electronic materials as raw materials has also been improved.
Therefore, although there is a desire to improve the material yield, there is a demand to minimize the cutting width depending on the thickness of the main body of the electroformed thin blade whetstone, that is, the amount removed by cutting with the electroformed thin blade whetstone, In the conventional electroformed thin blade whetstone, the thickness of the whetstone main body is generally set to 100 to 200 μm, and a sufficiently small cutting width cannot be obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Based on the demand to reduce the cutting width, when super electroabrasive grains having a large grain size are produced when trying to manufacture an electroformed thin blade grindstone whose thickness is set to 60 μm or less, for example. If used, the above-described problems of warpage and strength reduction of the grindstone main body become more prominent, so that the superabrasive having a particle size smaller than 8/20 μm (average particle size 12.5 μm) is inevitably required. Grains must be used, that is, the ratio x / t between the average grain size x of the superabrasive grains and the thickness t of the grindstone body must be (1/5) at most.
However, when the electronic material is cut by the electroformed thin blade grindstone in which the superabrasive grains having such a small particle size are dispersed in the metal plating phase, clogging occurs due to the resin contained in the electronic material, It will fall into the situation where cutting cannot be continued.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrodeposited thin blade grindstone that can suppress warping of the grindstone main body and obtain high strength and is less likely to be clogged.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve such an object, the present invention provides an electroformed thin blade grindstone having a substantially disc-shaped grindstone body in which superabrasive grains are dispersedly arranged in a metal plating phase. As the superabrasive grains, large grain size grains and small grain size grains are used, and the ratio a of the average grain size a of the large grain grains and the average grain size b of the small grain grains a / B is set in the range of (3/2) to (20/1), and only the small grain size abrasive grains are dispersedly arranged in the metal plating phase on the inner peripheral side portion of the grindstone main body. In addition, a mixture of the large-diameter abrasive grains and the small-diameter abrasive grains is dispersedly arranged on the outer peripheral side portion that contributes to the cutting process of the grindstone main body. Moreover, it is preferable that the said large particle size abrasive grain is made into a diamond.
With such a configuration, even if the demand for thinning of the grindstone body in recent years is satisfied, the warpage of the grindstone body can be suppressed by the small particle size abrasive grains arranged on the inner peripheral side portion of the grindstone body, and this The strength of the grindstone body can be sufficiently secured, and the wear resistance of the metal plating phase can be improved. Furthermore, it is possible to maintain an excellent sharpness without causing clogging by the large particle size abrasive grains arranged in the portion contributing to the cutting process, that is, the outer peripheral side portion of the grindstone main body.
Here, when the ratio a / b of the average particle size a of the large particle size abrasive grains and the average particle size b of the small particle size abrasive grains is smaller than (3/2), the occurrence of clogging cannot be suppressed, Or, there is a possibility that the grindstone main body is warped or the strength is lowered, and conversely, even if the ratio a / b is larger than (20/1), the effect of improving the wear resistance may not be obtained. There is.
[0007]
Further, on the outer peripheral side portion in the grinding stone, the mixed grain and large径砥grains and small径砥grains have been distributed, i.e. since they are arranged also the small径砥grain, work of chips generated during cutting operation, you are possible to obtain the effect of suppressing from being abrading a metal plating phase that secure the large径砥grains, can be made longer grinding wheel life become.
[0008]
Further, if the ratio a / t between the average particle diameter a of the large-diameter abrasive grains and the thickness t of the grindstone body is too small, clogging is likely to occur when attempting to reduce the thickness t of the grindstone body. On the contrary, even if the ratio a / t is too large, it may be difficult to ensure the strength of the outer peripheral portion of the grindstone body. Therefore, the ratio a / t is (1/5) It is preferable to be set in the range of ~ (1/1).
[0009]
Further, when the ratio d / D between the length d in the radial direction of the grindstone main body and the outer diameter D of the grindstone main body in the outer peripheral side portion of the grindstone main body where the large grain size abrasive grains are arranged is too small, The area of the outer peripheral side portion of the grindstone main body on which the large grain size abrasive grains are arranged may become too small, and it may be difficult to ensure excellent sharpness. Conversely, even if the ratio d / D is too large Since the region of the outer peripheral side portion of the grindstone main body on which the large grain size abrasive grains are arranged becomes too large, there is a possibility that the warp of the grindstone main body and the strength are reduced, so this ratio d / D is (1/100 ) To (1/4).
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the electroformed thin-blade grindstone according to the present embodiment has a substantially disc shape (more precisely, a substantially ring-shaped thin plate shape) having a thickness t, and the entirety thereof is an abrasive layer. Has been.
The grindstone main body 10 includes, as a superabrasive grain 12 in a metal plating phase 11 made of, for example, Ni, Co or an alloy thereof, a small grain diameter diamond 13 (small grain diameter abrasive grain) and a large grain diameter diamond 14 (large grain diameter). The mixed grains are dispersedly arranged.
[0011]
Of the superabrasive grains 12 (small grain size diamond 13, large grain size diamond 14), the small grain size diamond 13 is disposed over the entire grinding wheel body 10 (the outer peripheral side portion 10A and the inner peripheral side portion 10B). On the other hand, the large-diameter diamond 14 is disposed only in the radially outer peripheral portion 10A of the grindstone main body 10 (a ring-shaped region located on the outer peripheral side of the grindstone main body 10).
That is, in the outer peripheral side portion 10A of the grindstone main body 10, the mixed grains of the small particle diameter diamond 13 and the large particle diameter diamond 14 are dispersedly arranged in the metal plating phase 11, and the inner peripheral side portion 10B of the grindstone main body 10 is also provided. In this case, only the small-diameter diamond 13 is dispersedly arranged in the metal plating phase 11.
[0012]
Further, regarding the outer peripheral side portion 10A of the grindstone main body 10 that forms a substantially ring-shaped region in which the large-diameter diamonds 14 are dispersedly arranged, the length d in the radial direction of the grindstone main body 10 is the outer diameter D of the grindstone main body 10. The ratio d / D is set to be in the range of (1/100) to (1/4).
[0013]
Furthermore, the ratio a / b between the average particle diameter a of the large particle diameter diamond 14 and the average particle diameter b of the small particle diameter diamond 13 is set in the range of (3/2) to (20/1), The ratio a / t between the average particle diameter a of the diameter diamond 14 and the thickness t of the grindstone body 10 is set in the range of (1/5) to (1/1).
The average particle diameter a of the large particle diameter diamond 14 is in the range of 10 to 150 μm, and the average particle diameter b of the small particle diameter diamond 13 is 3 so that the ratio a / b and ratio a / t satisfy the above range. The thickness t of the grindstone main body is appropriately set within the range of ˜50 μm and within the range of 10˜200 μm.
[0014]
In this embodiment, for example, the thickness t of the grindstone main body is set to 60 μm, the particle size of the small particle size abrasive grains 13 is set to 8/16 μm (average particle size b = 10 μm), and the large particle size abrasive The grain size of the grains 14 is set to 20/30 μm (average grain size a = 24 μm). For example, about two large grain diameter diamonds 14 are arranged in the thickness direction of the grindstone main body 10.
[0015]
Further, the superabrasive grains 12 composed of the small grain diameter diamond 13 and the large grain diameter diamond 14 are set in a range of 10 to 40 vol% with respect to the metal plating phase 11, and the small grain diameter diamond 13 is the superabrasive grain. 12 is set in the range of 50 to 95 vol%.
[0016]
Next, an example of a method for manufacturing the electroformed thin blade whetstone configured as described above will be described in order with reference to FIGS.
[1] As shown in FIG. 3A, a metal base 20 is prepared, and a shape corresponding to the outer peripheral side portion 10 </ b> A of the grindstone body 10 is formed on the flat base 21. Masking 22 is applied so that the portion to be formed is exposed.
[0017]
[2] After the base metal 20 is placed in the plating tank filled with the plating solution, as shown in FIG. 3B, the exposed surface of the base metal surface 21 that is not masked 22 is exposed. The metal plating phase 11 is deposited to a predetermined thickness, and a large-diameter diamond 14 having a particle size of 20/30 μm (average particle size a = 24 μm) is electrodeposited and fixed. At this stage, the thickness of the metal plating phase 11 is suppressed to about 5 μm, and only the large-diameter diamond 14 is fixed on the base metal surface 21.
The plating conditions at this time are as shown below.
・ Plating solution: Nickel sulfamate solution ・ Conducting condition: 5 A / dm ² × 5 minutes ・ Metal plating phase thickness: 5 μm
[0018]
[3] The base metal 20 on which the large-diameter diamond 14 is electrodeposited is taken out of the plating tank, and the masking 22 applied to the base metal surface 21 is removed as shown in FIG.
[0019]
[4] The base metal 20 with the masking 22 removed from the base metal surface 21 was placed in a plating tank filled with a plating solution, and then the masking 22 was removed as shown in FIG. The metal plating phase 11 is deposited on the entire surface of the base metal surface 21 to a predetermined thickness, and a small particle diameter diamond 13 having a particle diameter of 8/16 μm (average particle diameter b = 10 μm) is electrodeposited and fixed.
The plating conditions at this time are as shown below.
・ Plating: Nickel sulfamate solution ・ Conducting condition: 5 A / dm ² × 60 minutes ・ Metal plating phase thickness: 60 μm
[0020]
[5] As shown in FIG. 4E, the plated product in which the small-diameter diamond 13 and the large-diameter diamond 14 are fixed on the base metal surface 21 by the metal plating phase 11 is peeled off from the base metal 20.
[0021]
[6] As shown in FIG. 4 (f), the small-diameter diamond 13 and the large-diameter diamond 14 are not exposed on the peeled surface from the base metal surface 21 in the plated product peeled from the base metal 20. The metal plating phase 11 on this peeled surface is slightly dissolved by etching.
The etching conditions at this time are as follows.
・ Etching solution: phosphoric acid ・ Conduction condition: 15 A / dm ² × 1 min.
[7] As shown in FIG. 4 (g), by processing the inner and outer diameters of the plated product whose peeled surface has been etched, the outer peripheral side portion 10A of the grindstone main body 10 has a small particle diameter diamond 13 and a large diameter. The mixed grains with the grain size diamond 14 are dispersed and arranged in the metal plating phase 11, and the small grain size diamond 13 is dispersed and arranged in the metal plating phase 11 in the inner peripheral side portion 10 </ b> B of the grindstone body 10. A cast thin blade whetstone is manufactured.
[0023]
Before the step [5], the steps [1] to [4] are repeated, or after the step [5], [1] to [4] with respect to the peeled surface of the plated product. By repeating this step a plurality of times, an electroformed thin blade grindstone having a thicker grindstone body 10 can be produced.
[0024]
The electroformed thin blade whetstone having the above-described configuration is such that the inner peripheral side of the inner peripheral side portion 10B of the grindstone main body 10 is sandwiched by a mounting flange and attached to the grindstone shaft, and is fastened and fixed by a nut. For example, a workpiece made of an electronic material containing a resin such as a ceramic capacitor green sheet is cut and processed at the outer peripheral side portion 10A while being rotated around the axis.
[0025]
In the electroformed thin blade grindstone according to the present embodiment, the warpage of the grindstone main body 10 can be suppressed by the presence of the small particle diameter diamond 13 dispersedly arranged in the metal plating phase 11 of the inner peripheral side portion 10B of the grindstone main body 10. In addition, the strength of the grindstone main body 10 can be improved, and furthermore, the wear resistance of the metal plating phase 11 can be improved. This is because the thickness t of the grindstone main body 10 is set to be small in order to satisfy the demand for thinning of the grindstone main body 10 that has been increasing in recent years. A remarkable effect can be obtained.
[0026]
Moreover, in the grindstone main body 10, the resin as described above is contained by the large-diameter diamonds 14 being dispersedly arranged in the portion that contributes to the cutting process, that is, the metal plating phase 11 of the outer peripheral side portion 10 </ b> A. Even when a workpiece made of an electronic material is cut, clogging due to this resin can be prevented and excellent sharpness can be maintained.
[0027]
Therefore, it is possible to cut a workpiece made of an electronic material containing a resin with a smaller cutting width, to obtain a high material yield, and to cut and bend the broken or clogged grindstone body 10. It is possible to continue to maintain a good cutting process without causing any problems.
[0028]
Further, if the average particle diameter a of the large particle diameter diamond 14 is too small with respect to the average particle diameter b of the small particle diameter diamond 13, the particle diameter of the large particle diameter diamond 14 arranged on the outer peripheral side portion 10A of the grindstone main body 10 will be described. Becomes small and causes clogging, or the particle diameter of the small particle diameter diamond 13 disposed on the inner peripheral side portion 10B of the grindstone main body 10 increases to cause warpage of the grindstone main body 10 and a decrease in strength. On the other hand, if the average particle diameter a of the large particle diameter diamond 14 is too large relative to the average particle diameter b of the small particle diameter diamond 13, the effect of improving the wear resistance cannot be obtained. There is a fear.
On the other hand, in the present embodiment, the ratio a / b between the average particle diameter a of the large particle diameter diamond 14 and the average particle diameter b of the small particle diameter diamond 13 is optimal from (3/2) to (20/1). By setting to such a range, it is possible to suppress warping and strength reduction of the grindstone main body 10 and to suppress the occurrence of clogging.
In order to make the above-described effect more reliable, the ratio a / b is preferably set in the range of (3/1) to (10/1).
[0029]
In addition, not only the large-diameter diamond 14 but also the small-diameter diamond 13 are arranged on the outer peripheral side portion 10A of the grindstone main body 10, so that chips generated during workpiece cutting, such as ceramics, are provided. It is possible to obtain an effect of preventing the particles from wearing the metal plating phase 11 fixing the large-diameter diamond 14 and to extend the life of the grindstone.
[0030]
Further, the ratio a / t between the average particle diameter a of the large particle diameter diamond 14 and the thickness t of the grindstone main body 10 is set to an appropriate range of (1/5) to (1/1). Generation | occurrence | production of clogging can be suppressed and the intensity | strength of 10 A of outer peripheral side parts of the grindstone main body 10 is not reduced.
Here, if the ratio a / t is smaller than (1/5), clogging may occur easily, and even if the ratio a / t is larger than (1/1), It may be difficult to ensure the strength of the outer peripheral side portion.
In order to make the above-described effect more reliable, the ratio a / t is preferably set in the range of (1/3) to (1/1).
[0031]
Further, the ratio d / D between the length d in the radial direction of the grindstone main body 10 and the outer diameter D of the grindstone main body 10 in the outer peripheral side portion 10A of the grindstone main body 10 in which the large particle diameter diamond 14 is arranged is (1 / 100) to (1/4), the region of the outer peripheral side portion 10A of the grindstone main body 10 where the large-diameter diamond 14 is arranged can be set to an appropriate range, and a good sharpness can be obtained. While maintaining, the warp of the grindstone main body 10 and the strength are not reduced.
Here, if this ratio d / D is smaller than (1/100), it may be difficult to ensure excellent sharpness, and if the ratio d / D is larger than (1/4), a grindstone There is a possibility that the main body 10 may be warped or the strength may be reduced. In order to make the above-described effect more reliable, the ratio d / D is in the range of (1/40) to (1/10). It is preferable that it is set to.
[0032]
In addition, regarding the definition of the numerical range in the electroformed thin blade grindstone shown in the above embodiment, the thickness t of the grindstone main body 10 is set in the range of 10 to 100 μm, and the average particle diameter a of the large grain diameter diamond 14 is 10 to 50 μm. The average particle size b of the small particle size diamond 13 is set to a range of 3 to 10 μm, the ratio of the superabrasive grains 12 to the metal plating phase 11 is 20 to 35 vol%, and the small particle size diamond 13 It is preferable that the ratio with respect to the superabrasive grains 12 is 60 to 80 vol%.
[0034]
In this embodiment, the large particle size diamond 14 is used as the large particle size abrasive and the small particle size diamond 13 is used as the small particle size abrasive. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to use other superabrasive grains, such as cBN, for at least one of the grains and the large grain size grains.
[0035]
Furthermore, for the purpose of taking chips generated at the time of cutting and discharging them to the outside easily with respect to the grindstone main body 10 so that clogging is less likely to occur, and more cooling water is guided to the cutting surface, the diameter is increased from the outer periphery. It is also possible to form a plurality of slits at predetermined intervals toward the inner peripheral side in the direction.
[0036]
【Example】
Hereinafter, an example of the present invention (an electroformed thin blade grindstone manufactured by the manufacturing method described in the above embodiment) is used as an example. On the other hand, a large particle having a particle size of 20/30 μm (average particle size of 24 μm) is used. A comparative example 1 is one in which a diameter diamond is used as a superabrasive grain, and a comparative example 2 is one in which a small grain diameter diamond having a particle diameter of 8/16 μm (average particle diameter 10 μm) is used as a superabrasive grain. A comparative test was conducted.
The evaluation of these Examples and Comparative Examples 1 and 2 was performed in two points: warping of the grindstone body after plating and cutting characteristics evaluation of the ceramic green sheet.
[0037]
[Evaluation 1] Warping state after plating In order to check the warping state of the whetstone body after plating, the whetstone body is placed on a ceramic surface plate, and the gap between the surface plate and the whetstone body is measured with a gap gauge. It was measured.
The results are shown below.
-Example: 0.1 mm
・ Comparative example 1: 2.0 mm
Comparative example 2: 0.1 mm
[0038]
[Evaluation 2] Cutting process test Cutting condition 1) Workpiece Ceramic green sheet Size 75 × 75 × 0.8mm
2) Cutting machine Tokyo Seimitsu Dicer AW-100A
3) Blade rotation speed 30,000 rotation 4) Feed 100mm / sec
5) Green sheet fixing method Tape adhesive 6) Tape specification Toyo Chemical's foam release sheet 7) Notch 0.9mm
8) Coolant City water 1.5 liters / min
9) Cutting pitch 1.2mm
The results are shown below.
・ Example: No problem even if 10 sheets are cut ・ Comparative example 1: The test is canceled because the cutting curve occurs from the first sheet. ・ Comparative example 2: Although one sheet can be cut, the second sheet is clogged in the middle. Can not be continued due to the occurrence of cutting [0039]
As can be seen from the above evaluations 1 and 2, in the example which is an example of the present invention, the warp of the grindstone main body can be suppressed to 0.1 mm, and in the cutting test, no trouble occurs. Results were obtained.
Further, in Comparative Example 1 in which only a large particle diameter diamond is used as the superabrasive grain, since this large particle diameter diamond is also used in the inner peripheral side portion of the grindstone main body, the warpage of the grindstone main body is 2 mm. Therefore, the warpage could not be suppressed, and this caused cutting bending in the cutting test.
Further, in Comparative Example 2 in which only a small particle size diamond was used as the superabrasive grain, the warp of the grindstone main body could be suppressed to 0.1 mm, but the small particle size diamond was used for the portion contributing to the cutting process. As a result, clogging occurred immediately, making it impossible to continue the cutting process.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the electroformed thin-blade grindstone according to the present invention, large-diameter abrasive grains and small-diameter abrasive grains are used as superabrasive grains, and the large-diameter abrasive grains are on the outer peripheral side of the grindstone body. Because it is arranged in the part, even if it meets the demand for thinning of the grindstone main body in recent years, the small particle size abrasive grain arranged in the inner peripheral side part of the grindstone main body can suppress warpage of the grindstone main body. In addition, the strength of the grindstone main body can be sufficiently secured, and further, clogging is prevented from occurring due to the large particle size abrasive grains arranged in the portion contributing to the cutting process, that is, the outer peripheral side portion of the grindstone main body. can do.
Therefore, it is possible to cut a workpiece made of an electronic material containing resin with a smaller cutting width, to obtain a high material yield rate, and to break the cutting stone, breakage or clogging of the grindstone body. Can be maintained and good cutting can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an electroformed thin blade grindstone according to the present embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a manufacturing process of an electroformed thin blade grindstone according to the present embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of an electroformed thin blade grindstone according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Grinding wheel main body 10A Outer peripheral part 10B Inner peripheral part 11 Metal plating phase 12 Super abrasive grain 13 Small grain diameter diamond (small grain grain)
14 Large grain diamond (large grain abrasive)

Claims

In the electroformed thin blade grindstone having a substantially disc-shaped grindstone body in which superabrasive grains are dispersed and arranged in the metal plating phase,
As the superabrasive grains, large grain size grains and small grain size grains are used,
The ratio a / b between the average particle size a of the large particle size abrasive grains and the average particle size b of the small particle size abrasive grains is set in the range of (3/2) to (20/1),
In the inner peripheral side portion of the grindstone main body, only the small particle size abrasive grains are dispersed and arranged in the metal plating phase, and the outer peripheral side portion contributing to the cutting process of the grindstone main body has the large particle size. An electroformed thin-blade grindstone, wherein a mixture of abrasive grains and the small-diameter abrasive grains is dispersedly arranged.

In the electroformed thin blade grindstone according to claim 1,
The ratio a / t between the average particle diameter a of the large-diameter abrasive grains and the thickness t of the grindstone body is set in the range of (1/5) to (1/1). Cast thin blade whetstone.

In the electroformed thin blade grindstone according to claim 1 or claim 2 ,
The ratio d / D between the length d in the radial direction of the grindstone main body and the outer diameter D of the grindstone main body at the outer peripheral side portion of the grindstone main body where the large grain size abrasive grains are arranged is (1/100). An electroformed thin blade whetstone characterized by being set in a range of ˜ (¼).

In the electroformed thin blade grindstone according to any one of claims 1 to 3 ,
An electroformed thin blade whetstone characterized in that the large grain size abrasive grains are diamonds.