JP5443124B2 - 砥石ブレードの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、切削装置の回転スピンドルに装着される切削工具としての砥石ブレードの製造方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード、CCD等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
上述したウエーハのストリートに沿った切断は、一般に切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、図６に示すようにスピンドルハウジング１１と、該スピンドルハウジング１１に回転自在に支持された回転スピンドル１２と、該回転スピンドル１２の前端部に装着された切削工具としての環状の砥石ブレード１３とを具備している。この砥石ブレード１３は、スピンドルハウジング１１に回転自在に支持された回転スピンドル１２に取付けられているマウンター１４に装着される。即ち、マウンター１４の円筒状の装着部１４１に環状の砥石ブレード１３を嵌合するとともに挟持部材１５を嵌合した後、締め付けリング１６をマウンター１４に形成された雄ネジ部に螺合することにより、環状の砥石ブレード１３をマウンター１４に装着する。
上述した切削工具としての環状の砥石ブレード１３は、砥粒をレジンボンド材に混錬し環状に成形して焼成したレジノイドブレードや、砥粒を金属ボンド材に混錬し環状に成形して焼結したメタルブレードや、アルミニウム等によって形成された基台の側面に砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレード等が用いられる。
上述した環状の砥石ブレード１３によって切削する際に、砥石ブレード１３による切削加工点に切削水が効果的に供給されるように砥石ブレード１３の厚み方向に貫通する複数の貫通孔を設けた砥石ブレードが下記特許文献１に開示されている。
而して、砥石ブレードの厚み方向に貫通する複数の貫通孔は、レーザー加工やエッチングによって形成されるため、生産性が悪く砥石ブレードのコストが高くなる要因となっている。特に、タングステン粒子のように超硬ボンドで形成される砥石ブレード、または、ビトリファイドボンドのように非電解物質で形成される砥石ブレードに貫通孔を形成するにはレーザー加工によらねばならず、生産性が極めて悪い。
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、厚み方向に貫通する複数の貫通孔が設けられた砥石ブレードを容易に製造することができる砥石ブレード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、砥石ブレードの製造方法であって、
母材粒子と砥粒と液体を混錬して生地を生成する生地生成工程と、
該生地を成形して所定の厚みを有する環状のブレード素材に成形するブレード素材成形工程と、
ブレード素材の表面および裏面を複数の細孔が形成されたマスク部材で覆い、ブラスト処理を施すことによってマスク部材に形成された複数の細孔を通してブレード素材の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
該貫通孔形成工程が実施されたブレード素材を焼結する焼結工程と、を含む、
ことを特徴とする砥石ブレードの製造方法が提供される。
母材粒子と砥粒と液体を混錬して生地を生成する生地生成工程と、
該生地を成形して所定の厚みを有する環状のブレード素材に成形するブレード素材成形工程と、
ブレード素材の表面および裏面を複数の細孔が形成されたマスク部材で覆い、ブラスト処理を施すことによってマスク部材に形成された複数の細孔を通してブレード素材の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
該貫通孔形成工程が実施されたブレード素材を焼結する焼結工程と、を含む、
ことを特徴とする砥石ブレードの製造方法が提供される。
上記母材粒子は、タングステンカーバイト粒子を含んでいる。
また、上記ブラスト処理に用いるブラスト粒子は、硬質樹脂からなっていることが望ましい。
また、上記ブラスト処理に用いるブラスト粒子は、硬質樹脂からなっていることが望ましい。
本発明による砥石ブレードの製造方法においては、ブレード素材の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程は、ブレード素材が焼結される前の柔らかい状態でブレード素材の表面および裏面を複数の細孔が形成されたマスク部材で覆ってブラスト処理するので、ブレード素材の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を容易に形成することができる。
以下、本発明による砥石ブレードの製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には、本発明による砥石ブレードの製造方法の製造工程が示されている。
本発明による砥石ブレードの製造方法においては、先ず母材粒子と砥粒と液体を混錬して生地を生成する生地生成工程を実施する（ステップS1）。この生地生成工程においては、母材粒子としてタングステンカーバイト、砥粒としてダイヤモンド砥粒、液体としてエタノール、バインダーとして有機物が用いられる。例えば、タングステンカーバイトとダイヤモンド砥粒との割合は、タングステンカーバイトが１００に対してダイヤモンド砥粒が２０程度でよく、これにエタノールと有機物バインダーを配合して撹拌・混錬することにより生地を生成する。
本発明による砥石ブレードの製造方法においては、先ず母材粒子と砥粒と液体を混錬して生地を生成する生地生成工程を実施する（ステップS1）。この生地生成工程においては、母材粒子としてタングステンカーバイト、砥粒としてダイヤモンド砥粒、液体としてエタノール、バインダーとして有機物が用いられる。例えば、タングステンカーバイトとダイヤモンド砥粒との割合は、タングステンカーバイトが１００に対してダイヤモンド砥粒が２０程度でよく、これにエタノールと有機物バインダーを配合して撹拌・混錬することにより生地を生成する。
上述したように生地を生成したならば、生地を圧縮成形して所定厚み（例えば１００μm）を有する環状のブレード素材を成形するブレード素材成形工程（ステップS2）を実施する。このようにブレード素材成形工程を実施することにより、図２に示すように環状のブレード素材２が形成される。
次に、ブレード素材２の表面および裏面を複数の細孔が形成されたマスク部材で覆い、ブラスト処理を施すことによってマスク部材に形成された複数の細孔を通してブレード素材２の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程（ステップS3）を実施する。この貫通孔形成工程を実施するためには、図3の(a)および(b)に示すマスク部材３を用意する。図3の(a)および(b)に示すマスク部材３は、アルミニウム板によって形成された底板３１と上蓋３２とからなり、底板３１と上蓋３２の一辺がヒンジ３３によって連結されている。底板３１には、ブレード素材２の外径に相当する内径を有する円形の嵌合凹部３１１が設けられている。この嵌合凹部３１１の深さは、ブレード素材２の厚みに対応する値に設定されている。そして、嵌合凹部３１１の底部には、嵌合凹部３１１に収容されるブレード素材２の外周部に対応する領域に複数の細孔３１１aが周方向に形成されている。この複数の細孔３１１aは、例えば直径が０．５mmで１mm間隔に形成されている。上記上蓋３２は平板で形成されており、上記底板３１を構成する嵌合凹部３１１の底部に設けられた複数の細孔３１１aと対応する複数の細孔３２aが形成されている。
以上のように構成されたマスク部材３にブレード素材２を収容する。即ち、図４の(a)に示すようにマスク部材３の底板３１を構成する嵌合凹部３１１にブレード素材２を収容し、上蓋３２を重合させる。そして、ブラスト粒子噴射ノズル４から圧縮空気とともにブラスト粒子４１をマスク部材３の上蓋３２の複数の細孔３２aが形成された領域に噴射する。従って、ブラスト粒子４１が上蓋３２に形成された複数の細孔３２aを通してブレード素材２を貫通し、底板３１を構成する嵌合凹部３１１の底部に設けられた複数の細孔３１１aを通して落下する。この結果、図４の(b)に示すようにブレード素材２の外周部には、複数の貫通孔２aが形成される。なお、上記ブラスト粒子４１は、例えばくるみの殻等の硬質樹脂をφ１００μm以下に破砕した粒子を用いることが望ましい。
上述した貫通孔形成工程においては、ブレード素材２が焼結される前の柔らかい状態でブレード素材２の表面および裏面を複数の細孔が形成されたマスク部材３で覆ってブラスト処理するので、ブレード素材２の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔２aを容易に形成することができる。また、ブラスト粒子４１としてくるみの殻等の硬質樹脂を破砕した粒子を用いることにより、マスク部材３を損傷させることがない。
上述したように複数の貫通孔２aが形成されたブレード素材２は、焼結炉にて１０〜１００Mpaの圧力のもとで１１００〜１３００℃の温度で加熱するとともに放電して焼結する焼結工程（ステップS4）を実施する。この結果、図5に示すように外周部に周方向に沿って複数の貫通孔２aが形成された砥石ブレード２０が得られる。
２：ブレード素材
２a：貫通孔
２０：砥石ブレード
３：マスク部材
３１：底板
３２：上蓋
４：ブラスト粒子噴射ノズル
２a：貫通孔
２０：砥石ブレード
３：マスク部材
３１：底板
３２：上蓋
４：ブラスト粒子噴射ノズル
Claims (3)
- 砥石ブレードの製造方法であって、
母材粒子と砥粒と液体を混錬して生地を生成する生地生成工程と、
該生地を成形して所定の厚みを有する環状のブレード素材に成形するブレード素材成形工程と、
ブレード素材の表面および裏面を複数の細孔が形成されたマスク部材で覆い、ブラスト処理を施すことによってマスク部材に形成された複数の細孔を通してブレード素材の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
該貫通孔形成工程が実施されたブレード素材を焼結する焼結工程と、を含む、
ことを特徴とする砥石ブレードの製造方法。 - 該母材粒子は、タングステンカーバイト粒子を含んでいる、請求項１記載の砥石ブレードの製造方法。
- 該ブラスト処理に用いるブラスト粒子は、硬質樹脂からなっている、請求項１又は２記載の砥石ブレードの製造方法。
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