JP4769488B2

JP4769488B2 - ビトリファイドボンド砥石の製造方法

Info

Publication number: JP4769488B2
Application number: JP2005147984A
Authority: JP
Inventors: 臣之典関家; 禎二岩岡
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: JP2006001007A

Description

本発明は、超砥粒をビトリファイドボンドで結合したビトリファイドボンド砥石の製造方法に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が複数個形成された半導体ウエーハは、個々のチップに分割される前にその裏面を研削装置によって研削して所定の厚さに形成されている。半導体ウエーハの裏面を効率的に研削するために、一般に粗研削ユニットと仕上げ研削ユニットを備えた研削装置が用いられている。粗研削ユニットには比較的粒径が大きいダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドまたはメタルボンドで結合したビトリファイドボンド砥石またはメタルボンド砥石が用いられ、仕上げ研削ユニットには粒径が小さいダイヤモンド砥粒をレジンボンドで結合したレジンボンド砥石が用いられている。

ビトリファイドボンド砥石は、二酸化珪素などを主成分とするボンド材で砥粒を結合しているため砥粒保持力が強いので、研削能力が維持される反面、砥粒を強固に保持するため自生発刃作用が不十分であるという特性がある。一方、レジンボンド砥石は、柔軟なレジンボンド材で砥粒を結合しているため被加工物への当たりがソフトであるとともに、砥粒保持力が弱いので自生発刃作用が良好である。このような砥石の特性から、ビトリファイドボンド砥石は主に粗研削砥石として用いられ、レジンボンド砥石は主に仕上げ研削砥石として用いられている。

しかるに、レジンボンド砥石は上述したようにレジンボンド材が柔軟であるため、砥粒の粒径が２μｍ以下になると、研削中に砥粒がレジンボンドの内部に押し込まれて研削能力が低下し、研削焼けが発生する。従って、レジンボンド砥石は、粒径が２〜４μm（＃２０００）以上の砥粒を用いなければならず、微細な仕上げ研削が困難となる。

なお、ビトリファイドボンド砥石は上述したように砥粒保持力が強いので、０．５μm（＃８０００）以下の砥粒であっても研削中に砥粒がビトリファイドボンド内に押し込まれることがなく研削能力が維持される。しかしながら、ビトリファイドボンド砥石は、上述したようにビトリファイドボンドが砥粒を強固に保持するため自生発刃作用が不十分であり、研削面にスジ状の傷を生じさせるという問題がある。

このような問題を解消するために、砥粒をビトリファイドボンドで結合された砥粒層に気孔を形成し自生発刃作用を良好にしたビトリファイドボンド砥石が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３−１３６４１０号公報

而して、上記公報に開示されたビトリファイドボンド砥石は、砥粒をビトリファイドボンドで結合された砥粒層に形成される気孔が連続気孔である。従って、気孔率を高くすると砥石の強度が低下して所定の研削圧力を得ることができない。事実、上記公報に開示されたビトリファイドボンド砥石の気孔率は２５〜４５容量％であり、自生発刃作用が必ずしも良好とはいえない。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、強度を確保して気孔率を高め、自生発刃作用を良好にしたビトリファイドボンド砥石の製造方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備えたビトリファイドボンド砥石の製造方法であって、超砥粒とビトリファイドボンド材と発泡剤と有機物粒子とを混錬して造粒し顆粒物を生成する工程と、該顆粒物を所定形状に成型する工程と、所定形状に成型された成型物を焼成する工程、とを含む、ことを特徴とするビトリファイドボンド砥石の製造方法が提供される。
該超砥粒の粒径は５μm以下のダイヤモンド砥粒であり、該有機物粒子の粒径は３０〜１００μmに設定され、生成される顆粒物の粒径は５０〜１５０μmである、ことが好ましい。

本発明の製造方法により製造されたビトリファイドボンド砥石は、気孔率が高いので自生発刃作用が良好となるため、研削性に優れているとともに、研削面にスジ状の傷を生じさせることもない。また、本発明によるビトリファイドボンド砥石は、気孔が独立気孔であるため気孔率が高くてもその強度を確保することができ、十分な研削圧力で研削することが可能となる。

以下、本発明に従って構成されたビトリファイドボンド砥石およびその製造方法について、更に詳細に説明する。

独立気孔を備えたビトリファイドボンド砥石を得るには、超砥粒とビトリファイドボンド材と発泡剤と有機物粒子とを混錬して造粒し顆粒物を生成することが重要である。超砥粒は０．５μm（＃８０００）以下のダイヤモンド砥粒が望ましい。また、有機物粒子は粒径が３０〜１００μm前後のものを用いる。そして、砥粒とビトリファイドボンド材と発泡剤と有機物粒子とを混錬して造粒し、粒径が５０〜３５０μmの顆粒物を生成する。このようにして生成された顆粒物を成型用の金型に充填して所定の形状に加圧成型し、この成型物を焼成炉で焼成することにより、独立気孔を備えたビトリファイドボンド砥石が得られる。

粒径が２μｍのダイヤモンド砥粒２５重量％、ビトリファイドボンド材２５重量％、発泡剤として珪酸ナトリウム２５重量％、有機物粒子として粒径が３０μｍ前後のポリスチレン系有機物粒子２５重量％を混錬して造粒し粒径が５０〜１５０μmの顆粒物を生成した。この顆粒物は、有機物粒子を核としてダイヤモンド砥粒とビトリファイドボンド材と発泡剤が造粒して形成される。この顆粒物を成型用の金型に充填して所定の形状に加圧成型し、この成型物を焼成炉で焼成した。この焼成は、焼成炉内の温度を３時間かけて７００℃まで上昇させ、その後焼成炉内の温度を７００℃で３時間維持し、その後７時間かけて常温に戻してビトリファイドボンド砥石を製作した。

図１は、上記のようにして製作したビトリファイドボンド砥石の研削面を１００倍の倍率で撮影した写真である。図１において、白い部分がボンドと発泡剤および砥粒からなるボンドブリッジ部であり、黒い部分が気孔部である。図１から判るように、黒い部分はそれぞれ完全に独立した独立気孔として形成されており、その気孔率は９０容量％であった。このように独立気孔が形成されるのは、上記焼成時に所定の温度に至る過程で有機物粒子が焼失し、その周りを取り囲んでいたビトリファイドボンド材とダイヤモンド砥粒と発泡剤がボンドブリッジを形成するためと考えられる。

以上のように構成されたビトリファイドボンド砥石は、気孔が独立気孔であるため気孔率が高くてもその強度を確保することができる。本発明者らの実験によると、上述した実施例によって製作したビトリファイドボンド砥石を図2に示すように所定の大きさ、形状に切断された複数のセグメント2を砥石基台３に装着して研削ホイール４を構成し、この研削ホイール４によって研削作業を実施したところ、研削圧力が５kg/cm^２でも破壊することがなかった。

以上のように、本発明の製造方法により製造されたビトリファイドボンド砥石は、気孔率が高いので自生発刃作用が良好となるため、研削性に優れているとともに、研削面にスジ状の傷を生じさせることもない。また、本発明の製造方法により製造されたビトリファイドボンド砥石は、上述したように気孔が独立気孔であるため気孔率が高くてもその強度を確保することができ、十分な研削圧力で研削することが可能となる。

本発明によって構成されたビトリファイドボンド砥石の研削面を撮影した写真。本発明によって構成されたビトリファイドボンド砥石を所定の大きさに切断したセグメントを砥石基台に装着した研削ホイールの斜視図。

符号の説明

２：ビトリファイドボンド砥石のセグメント
３：砥石基台
４：研削ホイール

Claims

超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備えたビトリファイドボンド砥石の製造方法であって、
超砥粒とビトリファイドボンド材と発泡剤と有機物粒子とを混錬して造粒し顆粒物を生成する工程と、
該顆粒物を所定形状に成型する工程と、
所定形状に成型された成型物を焼成する工程、とを含む、
ことを特徴とするビトリファイドボンド砥石の製造方法。
該超砥粒の粒径は５μm以下のダイヤモンド砥粒であり、該有機物粒子の粒径は３０〜１００μmに設定され、生成される顆粒物の粒径は５０〜１５０μmである、請求項１記載のビトリファイドボンド砥石の製造方法。