JP6325182B2 - 切断用ブレードの製造方法、及び切断用ブレード - Google Patents
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Description
本願は、2015年12月21日に、日本に出願された特願2015−248991号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
図8(a)〜(c)に示す従来の製法では、まず、図8(a)において、樹脂相の原料である樹脂粉体、砥粒及びフィラーを混合した混合粉MPを、金型に充填する。次に、図8(b)において、金型に充填した混合粉MPの表面を、手作業や機械等により平坦化する。次に、図8(c)において、混合粉MPをホットプレスして焼結する。また、特に図示していないが、ホットプレス後には、外周・内周加工、及び場合によってはラップ処理(ブレード表面(両側面)の平坦化加工)が行われて、ブレード本体の形状が整えられ、製品となる切断用ブレードが形成される。
しかしながら、特許文献1、2のようにドクターブレード法を用いて切断用ブレードを製造する方法において、繊維状フィラーを用いた場合、繊維状フィラーの配向が、ドクターブレード時のシート体の延展方向に揃ってしまう。詳細には、金型の上面に、シート体(切断用ブレード)の形状を有する窪み部が設けられ、この金型の上面にスラリーを配置する。次いで金型の上面に接触した状態でドクターブレードを摺動させて、スラリーを窪み部に充填すると共に、余分なスラリーを取り除く。この際に、繊維状フィラーがシート体の延展方向(ドクターブレードの摺動方向)に配向する。このため、繊維状フィラーは、切断用ブレードの特定の径方向に平行な方向に配向する。これにより、切断用ブレードの強度が、ブレード周方向にばらついてしまっていた。
この手法によれば、繊維状フィラーが一定の方向にのみ配向されるようなことが防止されて、切断用ブレードの強度が、ブレード周方向の全体に均等化される。
図8(a)〜(c)に示す従来の製法では、図8(b)の工程において、金型内の混合粉MPの表面を慣らして、混合粉MPの表面を見かけ上、平坦化しても、混合粉MPの充填密度には、ばらつきが生じている。このため、フィラーとして繊維状フィラーを用いた場合、ブレード本体の内部で繊維状フィラーが均等に分散せず、ブレード強度にばらつきが生じていた。
また、本発明の一態様の切断用ブレードは、円板状をなすブレード本体と、前記ブレード本体の外周縁部に形成された切れ刃と、を備え、前記ブレード本体は、熱圧着性樹脂で形成された樹脂相と、前記樹脂相に分散された砥粒及び繊維状フィラーと、を備え、前記ブレード本体を、前記ブレード本体の中心軸回りに互いに等しい角度で複数の領域に区画し、各領域において測定した前記繊維状フィラーの含有率が、前記ブレード本体全体に占める前記繊維状フィラーの総含有率に対して、90〜110%であることを特徴とする。
また、「分散媒」としては、例えばフッ素系不活性液体などの代替フロン等を用いることができる。
また、「繊維状フィラー」とは、アスペクト比(長さ/外径で表される比)の平均(値)が5以上とされた細長い形状のフィラーを指す。繊維状フィラーとして、例えば、金属、カーボン、ガラス等の各種の材質を用いることができる。なお、繊維状フィラーには、例えばアスペクト比が1000以上のもの(いわゆるウィスカー)も含まれる。
なお、この圧縮工程の際には、コールドプレス(冷間にて圧縮)していることから、樹脂粉体の熱圧着が進行することはなく、樹脂粉体の流動性は安定して確保される。
なお、引け(Sink Marks)とは、材料が起こす収縮によって生じるへこみや窪みである。原板の密度のばらつきが大きい場合、焼結時に、密度の低い部位は、他の部位に比べて、より収縮し、へこみや窪みが生じる恐れがある。この収縮により生じるへこみや窪みを引けという。
また、原板を成形した時点から繊維状フィラーが均等に分散しているので、前記原板を焼結して得られたブレード本体においても、繊維状フィラーはブレードの周方向及び径方向に均等に分散している。このため、強度にばらつきのない優れた切断用ブレードを得ることができる。詳しくは、上述したようにブレード本体の中心軸に略垂直な面内において、繊維状フィラーは一定方向に配向することなく、不特定な方向(360°すべての向き)にランダムに配向されているので、繊維状フィラーが骨材のごとく機能して、ブレード周方向の全体において強度が均等に高められることになる。
・耐磨耗性の向上。
・刃痩せの抑制。
・適度な自生発刃作用。
・靱性の向上。
・耐熱性の向上。
すなわち、従来の粒子状フィラーを用いてブレード強度を高めようとした場合、粒子状フィラーは配向に特徴を持たせることができないため、単純に粒子状フィラーの硬度を上げる手法が採用される。しかしながら、粒子状フィラーの硬度が上がると、切れ刃において砥粒の保持力が高くなり過ぎて新しい刃が形成されにくくなる(自生発刃作用が低下する)。このため、切れ味を良好に維持することができない。
一方、本発明の一態様のように繊維状フィラーを用いれば、フィラーの硬度を上げることなくブレード強度を高めることができるので、適度な自生発刃作用を促して、切れ味を良好に維持することができる。
つまり、ブレード本体の各領域に、繊維状フィラーが均等に含有されているとともに、ブレード本体の全域にわたって、繊維状フィラーが均等に分散している。これは上述したように、コールドプレスによる圧縮工程を経たブレード本体の原板において、すでに繊維状フィラーがブレード全体に均等に分散しているためである。従って、作製されたブレード本体は、ブレード全体において強度ばらつきのない剛性に優れたものとなる。
まず、ブレード本体の側面全体を厚さ方向に研磨し、前記側面の厚さ方向の内側に配置された繊維状フィラーを露出させる。次に、研磨したブレード本体の側面を、SEM(走査型電子顕微鏡)等で撮影する。撮影画像に対して2値化を実施することにより、繊維状フィラーとそれ以外の部材とに判別可能な画像データを作成する。この画像データにおいて、ブレード本体を、前記ブレード本体の中心軸回りに互いに等しい角度で複数の領域(例えば中心軸回りに4等分した4つの領域)に区画する。各領域の面積(領域内全体の面積)に対して、繊維状フィラーが占める面積の割合を求める。この割合を、ブレード本体の各領域における繊維状フィラーの含有率とする。
ただし、ブレード本体の各領域における繊維状フィラーの含有率を求める手法は、上記の手法に限定されるものではない。
また、ブレード本体全体に占める繊維状フィラーの総含有率については、上記画像データから求めてもよいし、或いは、ブレード本体全体の体積に占める繊維状フィラーの体積の割合から求めてもよい。
また、焼結後に得られるブレード本体の厚さ方向を向く両側面の平面度が、上述のように小さく抑えられている。このため、特に高品位な切断精度が求められる使用分野においても、ブレード本体の両側面をラップ処理により平坦化することなく、所期する(所望の)平面度を満足することができる。
また、ブレード本体の平面度は、以下の方法により測定される。ブレード本体を、前記ブレード本体の中心軸回りに互いに等しい角度で複数の領域(例えば中心軸回りに8等分した8つの領域)に区画する。各領域においてブレード本体の厚さをマイクロメータ等により測定する。測定値のばらつきの最大差(最大厚さと最小厚さとの差)がブレード本体の平面度である。
すなわち、切断用ブレードの厚さ方向への振れが抑えられるため、切断幅が小さく抑えられて、被切断材の製品の歩留まりを向上させることができる。また、切断用ブレードから被切断材に対して、切断幅方向(切断加工により被切断材に形成される切断ラインの幅方向)への力が作用しにくくなる。このため、切断用ブレードが被切断材にスムーズに切り込んで、切断面のバリやチッピング等の発生が防止される。従って、被切断材を個片化してなる電子材料部品(製品)等の品質が、安定して高められることになる。
一方、本発明の一態様によれば、ブレード本体の厚さを例えば1.1mm以下に薄肉化しても、焼結後においてすでに平面度が小さく抑えられているため、ラップ処理が不要である。このため、ブレード本体の側面から砥粒が突き出すことを確実に防止することができる。すなわち、焼結工程を経たブレード本体の両側面は、プレス加工により表面が平らに形成されており砥粒の突き出しが無い状態である。このため、ラップ処理を省いたことにより、ブレード表面からの砥粒の突き出しをゼロにすることが可能である。
さらに、ラップ処理を施す必要がないので、製造が容易化されるのはもちろんのこと、従来のようにラップ処理を見込んでブレード本体の厚さを予め大きく形成しておく必要もなくなり、材料費が削減される。
また、本発明の一態様の切断用ブレードによれば、ブレード周方向の全体において強度が均等に高められているので、切断加工を高速回転で安定して行うことができる。
上述したブレード本体の原板の密度のばらつきを小さく抑えられるという作用効果。
原板の内部において繊維状フィラーを均等に分散させつつ、繊維状フィラーを一定方向に配向させることなくランダムに配向させられるという作用効果。
上述したブレード本体の原板の密度のばらつきを小さく抑えられるという作用効果。
原板の内部において繊維状フィラーを均等に分散させつつ、繊維状フィラーを一定方向に配向させることなくランダムに配向させられるという作用効果。
具体的に、分散媒の動粘度が2.3mm2/s以下であると、焼結後に得られるブレード本体の反りや平面度が顕著に小さく抑えられ、かつ、ブレード全体の強度が格別に顕著に高められる。
なお、上記「動粘度」とは、圧縮工程のコールドプレス時において必要な動粘度であり、例えば25℃における液体の動粘度を指す。
すなわち、繊維状フィラーの総含有率が20vol%以上であるので、ブレード本体に繊維状フィラーが分散されたことによる上述の作用効果が確実に得られることになる。また、繊維状フィラーの総含有率が60vol%以下であることにより、繊維状フィラー同士の間に介在する結合剤である樹脂相が減り過ぎることを抑えて、樹脂相の機能を安定化させることができる。
また、上記切断用ブレードにおいて、前記ブレード本体の平面度が、20μm以下であることが好ましい。
従って、切断用ブレードの製造の容易性を向上しつつ、この切断用ブレードによる切断精度を顕著に高めることができる。
従って、切断精度を良好に維持しつつ、被切断材の切断幅を小さく抑えて製品の歩留まりを向上できるという効果が、より格別に顕著に得られる。
また、本発明の一態様の切断用ブレードによれば、ブレード周方向の全体に強度が均等に高められているので、切断加工を高速回転で安定して行うことができる。
(a)QFN(quad flat non-leaded package)と称されるもののように、リードフレーム上に一括して多数の素子を実装し、これらをまとめてモールディングした後に切断することにより個片化されて製造される電子材料部品。
(b)IrDA(赤外線データ通信協会)規格の光伝送モジュール(以下、単にIrDAと省略する)のように、ガラスエポキシ樹脂製の基体に形成されたスルーホールの内周面にNi、Au、Cu等のめっきが施された基板を有し、切断により個片化される電子材料部品。
本実施形態の切断用ブレード10は、このような電子材料部品等の被切断材を、精密に切断加工するために用いられる。
特に図示しないが、切断用ブレード10は、そのブレード本体1がフランジを介して切断装置の主軸に取り付けられる。切断用ブレード10は、前記ブレード本体1の中心軸O回りに回転されつつ前記中心軸Oに垂直な方向に送り出されることにより、このブレード本体1においてフランジより径方向の外側に突出された外周縁部(切れ刃1A)で被切断材を切断加工する。
また、中心軸Oに直交する方向を径方向といい、中心軸O回りに周回する方向を周方向という。
なお、ブレード本体1中の樹脂相2、砥粒3及び繊維状フィラー5の含有率は、後述する製造工程で用いられる混合粉MP中の樹脂粉体、砥粒3及び繊維状フィラー5の混合率と同一である。
なお、本実施形態でいう「熱圧着性樹脂」とは、熱硬化性樹脂に含まれるものであり、樹脂相2の原料である樹脂粉体が、概ね重合反応を終えた状態とされて形成されているとともに、焼結工程の際には熱圧着により一体化して、樹脂相2を形成するタイプの樹脂を指している。
本実施形態では、ブレード本体1に分散される繊維状フィラー5として、単一種類の素材が用いられているが、これに限定されるものではなく、複数の種類の繊維状フィラー5をブレード本体1に分散させてもよい。つまり、互いに長さやアスペクト比、材質等が異なる繊維状フィラー5を、複数の種類用いてもよい。さらに、フィラーとして、繊維状フィラー5とともに、粒子状フィラーを用いてもよい。
図3に示す例では、ブレード本体1の径方向の外側を向く外周面から、砥粒3及び繊維状フィラー5のいずれかが突出させられている。
まず、ブレード本体1の側面1B全体を厚さ方向に研磨し、前記側面1Bの厚さ方向の内側に配置された繊維状フィラー5を露出させる。次に、研磨したブレード本体1の側面1Bを、SEM(走査型電子顕微鏡)等で撮影する。撮影画像に対して2値化を実施することにより、繊維状フィラー5とそれ以外の部材とに判別可能な画像データを作成する。この画像データにおいて、ブレード本体1を、前記ブレード本体1の中心軸O回りに互いに等しい角度で複数の領域(例えば中心軸O回りに4等分した4つの領域)に区画する。各領域の面積(領域内全体の面積)に対して、繊維状フィラー5が占める面積の割合を求める。この割合を、ブレード本体1の各領域における繊維状フィラー5の含有率とする。
ただし、ブレード本体1の各領域における繊維状フィラー5の含有率を求める手法は、上記の手法に限定されるものではない。
また、ブレード本体1全体に占める繊維状フィラー5の総含有率については、上記画像データから求めてもよいし、或いは、ブレード本体1全体の体積に占める繊維状フィラー5の体積の割合から求めてもよい。
より詳しくは、本実施形態の切断用ブレード10では、上記繊維状フィラー5の総含有率に対して、各領域における繊維状フィラー5の含有率が、95〜105%の範囲内(総含有率を100%として、±5%以内)に含まれる。
なお、本明細書において、「Xを100%とすると、Yが±Z%の範囲内である」とは、Xに対するYの比(Y/X)(百分率)が(100−Z)%〜(100+Z)%の範囲内であることを意味する。
より詳しくは、本実施形態の切断用ブレード10は、上記平均密度に対して、各領域において測定した密度が、95〜105%の範囲内(平均密度を100%として、±5%以内)に含まれる。
なお、ブレード本体1を、前記ブレード本体1の中心軸O回りに互いに等しい角度で複数の領域に区画し、各領域において厚さを測定すればよい。このため、等分する領域の数は8つに限定されない。ただし、測定精度を確保するためには、等分する領域の数は、少なくとも4つ以上であることが好ましい。
本実施形態の切断用ブレード10の製造方法は、熱圧着性樹脂の樹脂粉体、砥粒3及び繊維状フィラー5を含む混合粉MPに、液状の分散媒DMを加える混合工程と、分散媒DMを加えた混合粉MPを、成形型内でコールドプレスして、ブレード本体1の原板11を形成する圧縮工程と、原板11をホットプレスして焼結する焼結工程と、原板11を焼結して得られたブレード本体1の外周及び内周の形状を整える仕上げ工程と、を備えている。
混合粉MPの表面を平坦化する工程では、手作業や機械等により、混合粉MPの表面(上面)全体が均一な高さとなるように、平らにならす。また、混合粉MPに分散媒DMを滴下する工程では、混合粉MPの表面全体に対して、分散媒DMを均等に滴下する。
なお、本実施形態でいう「動粘度」とは、後述する圧縮工程のコールドプレス時において必要な動粘度であり、例えば25℃における液体の動粘度を指す。
より詳しくは、下記に示す製品等を分散媒DMとして使用することができる。
・スリーエム社:フロリナート(FLUORINERT)(登録商標)FC72:動粘度0.4cSt
・スリーエム社:フロリナート(FLUORINERT)(登録商標)FC84:動粘度0.55cSt
・スリーエム社:フロリナート(FLUORINERT)(登録商標)FC3283:動粘度0.82cSt
・スリーエム社:フロリナート(FLUORINERT)(登録商標)FC40:動粘度2.2cSt
・スリーエム社:フロリナート(FLUORINERT)(登録商標)FC43(動粘度2.8)74.7%+FC3283(動粘度0.82)25.3%:動粘度2.3cSt
なお、上記動粘度の単位である「cSt」は、JIS Z8803:2011に記載されている通り、1cSt=1mm2/sの関係にある。
なお、本実施形態でいう「コールドプレス」とは、例えば常温での圧縮加工であり、より詳しくは、樹脂粉体の熱圧着が生じる温度未満の温度における圧縮加工を指す。具体的には、コールドプレスの温度は、60℃以下が好ましく、コールドプレスの圧力は、100MPa以下が好ましい。このコールドプレスにより、混合粉MPに含まれる分散媒DMの大部分が、前記混合粉MPから外部へ流出させられる。
また、本実施形態では、成形型として金型を用いている。ただし、少なくとも圧縮工程以前の工程においては、成形型として金属材料以外の材料からなる型を用いてもよい。
なお、本実施形態でいう「ホットプレス」とは、樹脂粉体の熱圧着が行われる温度範囲での圧縮加工を指す。
ホットプレスの好ましい条件を以下に示す。
(a)熱圧着性樹脂がフェノール樹脂の場合、ホットプレス温度は180〜220℃であり、圧力は10MPa以上であり、ホットプレス時間は25分間以上である。
(b)熱圧着性樹脂がポリイミド樹脂の場合、ホットプレス温度は350℃以上であり、圧力は50MPa以上であり、ホットプレス時間は25分間以上である。
(c)熱圧着性樹脂がポリベンゾイミダゾールの場合、ホットプレス温度は400℃以上であり、圧力は50MPa以上であり、ホットプレス時間は25分間以上である。
具体的には、例えば熱圧着性樹脂がポリイミド樹脂の場合、成形型の熱板330℃、金型温度320℃以上で30分間、圧力10tonの条件にて、原板11をホットプレスする。
また、ホットプレス後、180〜450℃の加熱炉中で8時間以上熱処理を施し、ブレード本体1の焼結を完了させることが好ましい。熱処理は、原板11に負荷を加えていない状態(無負荷の状態)で行うことが好ましい。熱処理の時間は、好ましくは24時間以下である。熱圧着性樹脂がフェノール樹脂の場合、熱処理の温度は、好ましくは180〜220℃である。熱圧着性樹脂がポリイミド樹脂又はポリベンゾイミダゾールの場合、熱処理の温度は、好ましくは350〜450℃である。
これにより、本実施形態の切断用ブレード10が得られる。
なお、この圧縮工程の際には、コールドプレス(冷間にて圧縮)していることから、樹脂粉体の熱圧着が進行することはなく、樹脂粉体の流動性は安定して確保される。
また、原板11を成形した時点から繊維状フィラー5が均等に分散しているので、前記原板11を焼結して得られたブレード本体1においても、繊維状フィラー5はブレードの周方向及び径方向に均等に分散している。このため、強度にばらつきのない優れた切断用ブレード10を得ることができる。詳しくは、上述したようにブレード本体1の中心軸Oに略垂直な面内において、繊維状フィラー5は一定方向に配向することなく、不特定な方向(360°すべての向き)にランダムに配向されているので、繊維状フィラー5が骨材のごとく機能して、ブレード周方向の全体において強度が均等に高められることになる。
・耐磨耗性の向上。
・刃痩せの抑制。
・適度な自生発刃作用。
・靱性の向上。
・耐熱性の向上。
すなわち、従来の粒子状フィラーを用いてブレード強度を高めようとした場合、粒子状フィラーは配向に特徴を持たせることができないため、単純に粒子状フィラーの硬度を上げる手法が採用される。しかしながら、粒子状フィラーの硬度が上がると、切れ刃1Aにおいて砥粒3の保持力が高くなり過ぎて新しい刃が形成されにくくなる(自生発刃作用が低下する)。このため、切れ味を良好に維持することができない。
一方、本実施形態のように繊維状フィラー5を用いれば、フィラーの硬度を上げることなくブレード強度を高めることができるので、適度な自生発刃作用を促して、切れ味を良好に維持することができる。
つまり、ブレード本体1の各領域に、繊維状フィラー5が均等に含有されているとともに、ブレード本体1の全域にわたって、繊維状フィラー5が均等に分散している。これは上述したように、コールドプレスによる圧縮工程を経たブレード本体1の原板11において、すでに繊維状フィラー5がブレード全体に均等に分散しているためである。従って、作製されたブレード本体1は、ブレード全体において強度ばらつきのない剛性に優れたものとなる。
また、焼結後に得られるブレード本体1の厚さ方向を向く両側面1B、1Bの平面度が、上述のように小さく抑えられている。このため、特に高品位な切断精度が求められる使用分野においても、ブレード本体1の両側面1B、1Bをラップ処理により平坦化することなく、所期する平面度を満足することができる。
すなわち、切断用ブレード10の厚さ方向への振れが抑えられるため、切断幅が小さく抑えられて、被切断材の製品の歩留まりを向上させることができる。また、切断用ブレード10から被切断材に対して、切断幅方向(切断加工により被切断材に形成される切断ラインの幅方向)への力が作用しにくくなる。このため、切断用ブレード10が被切断材にスムーズに切り込んで、切断面のバリやチッピング等の発生が防止される。従って、被切断材を個片化してなる電子材料部品(製品)等の品質が、安定して高められることになる。
一方、本実施形態によれば、ブレード本体1の厚さを1.1mm以下に薄肉化しても、焼結後においてすでに平面度が小さく抑えられているため、ラップ処理が不要である。このため、ブレード本体1の側面1Bから砥粒3が突き出すことを確実に防止することができる。すなわち、焼結工程を経たブレード本体1の両側面1B、1Bは、プレス加工により表面が平らに形成されており砥粒3の突き出しが無い状態である。このため、ラップ処理を省いたことにより、ブレード表面からの砥粒3の突き出しをゼロにすることが可能である。
さらに、ラップ処理を施す必要がないので、製造が容易化されるのはもちろんのこと、従来のようにラップ処理を見込んでブレード本体の厚さを予め大きく形成しておく必要もなくなり、材料費が削減される。
また、本実施形態の切断用ブレード10によれば、ブレード周方向の全体において強度が均等に高められているので、切断加工を高速回転で安定して行うことができる。
上述したブレード本体1の原板11の密度のばらつきを小さく抑えられるという作用効果。
原板11の内部において繊維状フィラー5を均等に分散させつつ、繊維状フィラー5を一定方向に配向させることなくランダムに配向させられるという作用効果。
上述したブレード本体1の原板11の密度のばらつきを小さく抑えられるという作用効果。
原板11の内部において繊維状フィラー5を均等に分散させつつ、繊維状フィラー5を一定方向に配向させることなくランダムに配向させられるという作用効果。
具体的に、分散媒DMの動粘度が2.3mm2/s以下であると、焼結後に得られるブレード本体1の反りや平面度が顕著に小さく抑えられ、かつ、ブレード全体の強度が格別に顕著に高められる。
すなわち、繊維状フィラー5の総含有率が20vol%以上であるので、ブレード本体1に繊維状フィラー5が分散されたことによる上述の作用効果が確実に得られることになる。また、繊維状フィラー5の総含有率が60vol%以下であることにより、繊維状フィラー5同士の間に介在する結合剤である樹脂相2が減り過ぎることを抑えて、樹脂相2の機能を安定化させることができる。
また、ブレード本体1の反り量が、300μm以下であり、ブレード本体1の平面度が、20μm以下である。
従って、切断用ブレード10の製造の容易性を向上しつつ、この切断用ブレード10による切断精度を顕著に高めることができる。
従って、切断精度を良好に維持しつつ、被切断材の切断幅を小さく抑えて製品の歩留まりを向上できるという効果が、より格別に顕著に得られる。
また、ブレード本体1を、前記ブレード本体1の中心軸O回りに互いに等しい角度で複数の領域に区画し、各領域において測定した密度の平均値を平均密度とする。前記平均密度に対して、各領域において測定した密度が90〜110%であると説明した。これは、例えば、樹脂相2の原料となる樹脂粉体の種類が変わり、前記平均密度が変化しても、この平均密度に対して、中心軸O回りに等分した複数の領域において測定した各密度(各領域の密度)が、すべて90〜110%の範囲内に含まれることを意味している。ただし本発明は、平均密度に対して各領域で測定した密度が、90〜110%の範囲内に含まれる場合に限定されない。
なお、本発明は、ブレード本体1全体に占める繊維状フィラー5の総含有率が、20〜60vol%の範囲内に含まれる場合に限定されるわけではない。
前述の実施形態で説明した切断用ブレード10の製造方法により製造した切断用ブレード10を実施例1とし、図8(a)〜(c)に示す従来の製法により製造した切断用ブレードを比較例1とし、ドクターブレード法により製造した切断用ブレードを比較例2とした。これら3種類の切断用ブレードにおいて、それぞれ、ブレード本体全体に占める繊維状フィラーの総含有率が、19vol%、20vol%、30vol%、40vol%、50vol%、60vol%、61vol%とされたものを用意した。
・外径:φ58mm
・内径:φ40mm
・厚さ:1.1mm
なお、「Xを100%とすると、Yが±Z%の範囲内である」及び「Xの100%に対して、Yが±Z%の範囲内である」とは、Xに対するYの比(Y/X)(百分率)が(100−Z)%〜(100+Z)%の範囲内であることを意味する。また、繊維状フィラーの総含有率は、ほぼ設計値(狙い値)通りである。
測定結果を、下記表1に示す。
表1中、丸印は、繊維状フィラーの総含有率の100%に対して、各領域の繊維状フィラーの含有率が±5%の範囲内であったことを示す。三角の印は、繊維状フィラーの総含有率の100%に対して、各領域の繊維状フィラーの含有率が±15%の範囲内であったことを示す。バツの印(cross mark)は、繊維状フィラーの総含有率の100%に対して、各領域の繊維状フィラーの含有率が±15%の範囲外であったことを示す。詳細には、バツの印は、各領域の繊維状フィラーの含有率の値のうち、繊維状フィラーの総含有率の100%に対して±15%の範囲外となる値があったことを示す。
上述の実施例1と同じ製造方法で作製した切断用ブレード10を実施例2とし、上述の比較例1と同じ製造方法で作製した切断用ブレードを比較例3とし、上述の比較例2と同じ製造方法で作製した切断用ブレードを比較例4とした。各切断用ブレードを用いてブレード磨耗量の比較試験を行った。
・外径:φ58mm
・内径:φ40mm
・厚さ:1.1mm
また、使用されたブレードは、実施例2、比較例3及び比較例4ともに、SDC170−100の仕様とした。
・使用切断機:東京精密製 A−WD100A
・スピンドル回転数:15000m−1
・切り込み:0.8mm
・送り速度:100mm/s
・冷却水量:1.2L+1.2L
・ドレッサプレート:東京精密製 A2−2mm
・溝入れ本数:30本×5セット
試験結果を下記表2に示す。
また、その中でも、繊維状フィラー5の総含有率が20〜60vol%である切断用ブレード10については、磨耗量がすべて400μm未満とされて、優れた耐摩耗性が得られることが確認された。
上述の実施例1と同じ製造方法で作製した切断用ブレード10を実施例3とし、上述の比較例1と同じ製造方法で作製した切断用ブレードを比較例5とし、上述の比較例2と同じ製造方法で作製した切断用ブレードを比較例6とした。各切断用ブレードを用いて加工品位の比較試験を行った。
・外径:φ58mm
・内径:φ40mm
・厚さ:1.1mm
また、使用されたブレードは、実施例3、比較例5及び比較例6ともに、SDC170−100の仕様とした。
・使用切断機:東京精密製 A−WD100A
・スピンドル回転数:25000m−1
・送り速度:30mm/s
・テープ切り込み:0.5mm
・冷却水量:2.0L+2.0L
・被切断材:QFNパッケージ(樹脂と銅の複合材)
試験結果を下記表3に示す。
本発明の切断用ブレードの製造方法は、上記の電子材料部品等の被切断材を切断するためのブレードを製造する工程に好適に適用される。
1A 切れ刃
2 樹脂相
3 砥粒
5 繊維状フィラー
10 切断用ブレード
11 ブレード本体の原板
DM 分散媒
MP 混合粉
O ブレード本体の中心軸
Claims (9)
- 円板状をなすブレード本体と、前記ブレード本体の外周縁部に形成された切れ刃と、を備え、
前記ブレード本体は、
熱圧着性樹脂で形成された樹脂相と、
前記樹脂相に分散された砥粒及び繊維状フィラーと、を備え、
前記ブレード本体を、前記ブレード本体の中心軸回りに互いに等しい角度で複数の領域に区画し、各領域において測定した前記繊維状フィラーの含有率が、前記ブレード本体全体に占める前記繊維状フィラーの総含有率に対して、90〜110%であり、
前記ブレード本体の中心軸に略垂直な面内において、前記繊維状フィラーは一定方向に配向することなく、ランダムに配向されていることを特徴とする切断用ブレード。 - 前記ブレード本体を、前記ブレード本体の中心軸回りに互いに等しい角度で複数の領域に区画し、各領域において測定した密度の平均値を平均密度として、
前記平均密度に対して、各領域において測定した密度が90〜110%であることを特徴とする請求項1に記載の切断用ブレード。 - 前記ブレード本体全体に占める前記繊維状フィラーの総含有率が、20〜60vol%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の切断用ブレード。
- 前記ブレード本体の反り量が、300μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の切断用ブレード。
- 前記ブレード本体の平面度が、20μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の切断用ブレード。
- 前記ブレード本体の厚さが、1.1mm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の切断用ブレード。
- 熱圧着性樹脂の樹脂粉体、砥粒及び繊維状フィラーを含む混合粉に、液状の分散媒を加える混合工程と、
前記分散媒と前記混合粉との混合物を、成形型内でコールドプレスして、ブレード本体の原板を形成する圧縮工程と、
前記原板をホットプレスして焼結する焼結工程と、を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の切断用ブレードの製造方法。 - 前記混合工程は、
熱圧着性樹脂の樹脂粉体、砥粒及び繊維状フィラーを含む混合粉を、成形型に充填する工程と、
前記混合粉の表面を平坦化する工程と、
前記混合粉に液状の分散媒を滴下する工程と、を備えることを特徴とする請求項7に記載の切断用ブレードの製造方法。 - 前記分散媒として、動粘度が2.3mm2/s以下の液体を用いることを特徴とする請求項7又は8に記載の切断用ブレードの製造方法。
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