JP6656327B2 - Work processing equipment - Google Patents

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本発明は、ダイヤモンド砥粒を焼結した多結晶ダイヤモンドによって構成されたブレードに対して加工を施す技術に関する。   The present invention relates to a technique for processing a blade made of polycrystalline diamond obtained by sintering diamond abrasive grains.

半導体装置や電子部品が形成されたウェーハ等のワークを個々のチップに分割するダイシング装置には、少なくともスピンドルによって高速に回転されるダイシングブレードと、ワークを載置するワークテーブルと、ワークテーブルとブレードとの相対的位置を変化させるX、Y、Z、θの各移動軸が設けられており、これらの各移動軸の動作によってワークに対して切断や溝入れなどの切断加工を施す。   A dicing device that divides a work such as a wafer on which a semiconductor device or an electronic component is formed into individual chips includes a dicing blade that is rotated at a high speed by at least a spindle, a work table on which the work is mounted, a work table and a blade. X, Y, Z, and θ movement axes that change the relative position of the workpiece are provided, and the work of these movement axes performs cutting such as cutting and grooving on the work.

このようなダイシング装置で用いられるダイシングブレードとしては、これまでに各種提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。   Various dicing blades used in such a dicing apparatus have been proposed so far (for example, see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、ダイヤモンド砥粒を、ニッケルや銅等の軟質の金属の合金を結合材として、電気メッキ技術を用いた電鋳法で金属母材(アルミフランジ)の端面に固着させた電鋳ブレードが記載されている。   Patent Literature 1 discloses an electrode in which diamond abrasive grains are fixed to an end face of a metal base material (aluminum flange) by an electroforming method using an electroplating technique using a soft metal alloy such as nickel or copper as a binder. A casting blade is described.

特許文献2には、化学気相蒸着(CVD)法によって硬度が互いに異なるダイヤモンド層を順次積層することにより、複数のダイヤモンド層からなる基材により構成されるダイヤモンドブレードが記載されている。   Patent Literature 2 describes a diamond blade formed of a base material including a plurality of diamond layers by sequentially laminating diamond layers having different hardnesses by a chemical vapor deposition (CVD) method.

特開2005−129741号公報JP 2005-129741 A 特開2010−234597号公報JP 2010-234597 A

ところで、近年、半導体パッケージの小型化、高集積化への要求が高まっており、半導体チップの薄片化が進んでいる。これに伴って、例えば厚さ100μm以下の極薄のワークが要求されるようになってきている。このような極薄のワークは非常に割れやすいので、極薄のワークをダイシングする場合には、ダイシングブレードによって形成される切断溝の溝幅をできるだけ細くする必要がある。例えば、厚さ100μm程度のワークを切断加工する際は、ダイシングブレードの刃厚として、ワークの厚みよりも薄くする必要があり、少なくとも100μm以下の厚みとする必要がある。仮にワークの厚みよりも厚い刃厚のダイシングブレードで切断加工を行った場合、ワークが切断される以前に割れてしまうことがある。このため、例えば、厚さ50μm程度のワークに深さ30μm程度の溝入れ加工を行う場合には、当然のことながら、溝の幅も30μm以下にしなくてはならないため、ダイシングブレードの刃厚を30μm以下に抑える必要がある。   By the way, in recent years, demands for miniaturization and high integration of semiconductor packages have increased, and thinning of semiconductor chips has progressed. Along with this, an ultra-thin work having a thickness of, for example, 100 μm or less has been required. Since such an extremely thin work is very easily broken, it is necessary to make the width of the cut groove formed by the dicing blade as small as possible when dicing the extremely thin work. For example, when cutting a work having a thickness of about 100 μm, the blade thickness of the dicing blade needs to be smaller than the thickness of the work, and needs to be at least 100 μm or less. If the cutting process is performed with a dicing blade having a blade thickness greater than the thickness of the work, the work may be broken before being cut. For this reason, for example, when a groove having a depth of about 30 μm is to be formed on a work having a thickness of about 50 μm, the width of the groove must be 30 μm or less as a matter of course. It is necessary to suppress it to 30 μm or less.

しかしながら、従来のダイシングブレードには以下に示す技術的な問題があり、極薄のワークに対して安定して精度良く切断加工を行うことができない。   However, the conventional dicing blade has the following technical problems, and it is not possible to stably and accurately cut an extremely thin work.

また、脆性材料については、割れの原因となるクラックを回避することが難しい。銅やアルミニウム及び有機フィルムや樹脂などの延性を有する材料については、割れない一方、バリが出やすい性質を有し、バリの発生を回避することが難しい。   In addition, for brittle materials, it is difficult to avoid cracks that cause cracks. A material having ductility such as copper, aluminum, an organic film and a resin does not crack, but has a property of easily generating burrs, and it is difficult to avoid generation of burrs.

(突き出し調整不可によるクラックの問題)
まず、特許文献1に記載される電鋳ブレードは、図21に示すように、ダイヤモンド砥粒92が結合材(メタルボンド)94内に散在しており、表面には鋭利な先端部を有するダイヤモンド砥粒92が突出した状態となっている。このとき、ダイヤモンド砥粒92の突出位置や突出量はばらばらであり、原理的に砥粒突き出しを精度良く制御することは困難である。このため、1つの加工単位における切り込み深さを高精度に制御することはできない。特に厚さが100μm以下の極薄のワークに対して切断加工が行われる場合、ある一定以上の切り込みでクラックが発生し、ダイヤモンド砥粒の先端部がワークに対して致命的な切り込みを与えてしまうことがある。その結果、クラック同士が結びつくことで、多かれ少なかれチッピングが発生してしまう問題がある。
(Crack problem due to inability to adjust protrusion)
First, in the electroformed blade described in Patent Document 1, as shown in FIG. 21, diamond abrasive grains 92 are scattered in a bonding material (metal bond) 94, and a diamond having a sharp tip on the surface is provided. The abrasive grains 92 are in a protruding state. At this time, the protruding position and the protruding amount of the diamond abrasive grains 92 are different, and it is difficult to accurately control the protrusion of the abrasive grains in principle. For this reason, it is not possible to control the cutting depth in one processing unit with high accuracy. In particular, when cutting is performed on an extremely thin work having a thickness of 100 μm or less, a crack occurs at a certain cut or more, and the tip of the diamond abrasive grain gives a fatal cut to the work. Sometimes. As a result, there is a problem that the cracks are connected to each other to cause more or less chipping.

このような問題が生じる原因としては、電鋳ブレードの表面形態にある。すなわち、図21に示したように、電鋳ブレードにおいてはダイヤモンド砥粒92が結合材94によって結合されているが、その表面形態は結合材94の中にダイヤモンド砥粒92が散りばめられた形で存在している。そのため、電鋳ブレードにおいては、全体的な平均高さ位置となる基準平面98は結合材94の表面近くに存在し、その基準平面98からダイヤモンド砥粒92が突出する状態となっている。そして、この状態でダイシング加工を進めていくと、ダイヤモンド砥粒92ではなく、それを結びつける結合材94の表面部分が目減りし、ダイヤモンド砥粒92の突出量がさらに大きくなる。このようなことから、上述のように、ダイヤモンド砥粒92の突出位置や突出量を精度良く制御することは困難である。すなわち、切り込みが大きく変化する場合、材料の臨界切り込み深さ(Dc値)以上の切込みが入るとクラックが発生し、本発明の目的とする延性モード加工は不可能となる。   The cause of such a problem is the surface morphology of the electroformed blade. That is, as shown in FIG. 21, in the electroformed blade, the diamond abrasive grains 92 are bonded by the bonding material 94, but the surface form is such that the diamond abrasive grains 92 are scattered in the bonding material 94. Existing. Therefore, in the electroformed blade, the reference plane 98, which is the overall average height position, exists near the surface of the bonding material 94, and the diamond abrasive grains 92 protrude from the reference plane 98. When the dicing process proceeds in this state, not the diamond abrasive grains 92 but the surface portion of the bonding material 94 that binds the diamond abrasive grains 92 is reduced, and the projection amount of the diamond abrasive grains 92 further increases. For this reason, as described above, it is difficult to accurately control the protruding position and the protruding amount of the diamond abrasive grains 92. That is, in the case where the incision changes greatly, a crack occurs when the incision is equal to or more than the critical incision depth (Dc value) of the material, and the ductile mode working as intended in the present invention becomes impossible.

特に電鋳ブレードの場合は、自生発刃なる用語があるように、切断途中で摩耗したダイヤモンド砥粒92はそのまま脱落し、次にその下にある新しいダイヤモンド砥粒92が作用する形態となる。しかし、こうしたダイヤモンド砥粒92の脱落を容認すると、脱落したダイヤモンド砥粒92がブレードとワークの間に入り込み、結果的にクラックを助長することになる。ダイヤモンドが脱落することを前提にしたブレードによる加工においては、原理的にクラックの発生を防ぐことは不可能である。   In particular, in the case of an electroformed blade, the diamond abrasive grains 92 worn during the cutting fall off as they are, and the new diamond abrasive grains 92 therebelow act on the diamond abrasive grains 92 during the cutting, as in the term of spontaneous cutting. However, if such a drop of the diamond abrasive grains 92 is accepted, the dropped diamond abrasive grains 92 enter between the blade and the work, and consequently promote cracks. In processing with a blade on the assumption that diamonds fall off, it is in principle impossible to prevent cracks from occurring.

(鋭利化が困難な問題)
また、電鋳ブレードの場合、機械加工によってブレード先端部を薄く鋭利に加工しようとしても、ダイヤモンド砥粒がまばらに存在するため、一様に薄く加工したり、テーパをつけるように加工しようとしても、その加工に伴って表面からダイヤモンド砥粒が脱落してしまうので、ブレード先端部を鋭利化することには限界がある。
(A problem that is difficult to sharpen)
Also, in the case of electroformed blades, even if the blade tip is thinly and sharply machined by machining, even if the diamond abrasive grains are sparsely present, even if it is processed to be uniformly thin or tapered. However, there is a limit to sharpening the tip of the blade because the diamond abrasive grains fall off from the surface with the processing.

すなわち、薄いブレードを製作するためには、電着のメッキをする際に、一様に薄くメッキしたものを製作し、それを基材から取り外してブレードにするが、ブレードにしたものを後から加工によって成形し、薄くすることは困難である。   In other words, in order to produce a thin blade, when plating for electrodeposition, produce a uniformly thin-plated one and remove it from the base material to make a blade. It is difficult to form and thin by processing.

(熱伝導性の悪さからくる熱蓄積の問題)
また、電鋳ブレードは、熱伝導性が悪く、切断加工時に溝側面との摩擦抵抗による発熱によってブレード内に熱が蓄積されやすく、ブレードの反りを招く恐れもある。
(The problem of heat accumulation caused by poor thermal conductivity)
Further, the electroformed blade has poor heat conductivity, and heat is easily accumulated in the blade due to heat generated by frictional resistance with a groove side surface during cutting, and the blade may be warped.

電鋳ブレードがニッケルを結合材として製作された場合、表1に示すように、ニッケルの熱伝導率はせいぜい92W/m・K程度である。また、銅を結合材とした場合でも398W/m・K程度の熱伝導率しかない。このようにブレードの熱伝導性が悪いと、熱が蓄積されやすくブレードが反ることや、加工中の発熱でダイヤモンドがグラファイト化することもあるため、純水をかけながら冷却して加工を行う場合が多い。なお、ダイヤモンドの熱伝導率は2100W/m・Kであり、ニッケルや銅とは桁違いの熱伝導率を有する。   When the electroformed blade is manufactured using nickel as a binder, as shown in Table 1, the thermal conductivity of nickel is at most about 92 W / m · K. Also, even when copper is used as the binder, the thermal conductivity is only about 398 W / m · K. If the thermal conductivity of the blade is poor as described above, heat is easily accumulated, the blade may be warped, and the heat generated during processing may cause the diamond to be graphitized. Often. Note that diamond has a thermal conductivity of 2100 W / m · K, which is an order of magnitude higher than that of nickel or copper.

(恣意的な等間隔の切れ刃が形成できない問題)
一方、特許文献2に記載されるダイヤモンドブレードには、以下に示すような問題がある。
(Problems in which arbitrary equally spaced cutting edges cannot be formed)
On the other hand, the diamond blade described in Patent Document 2 has the following problems.

まず、上記のダイヤモンドブレードはCVD法で形成されているため、非常に緻密な膜で形成されたブレードとなるが、その結果、ダイヤモンドブレードの表面はほとんど平面状になり、恣意的に切り込みを与えるための凹み形状や切り屑除去のためのポケットを形成することができない。また、結果的に微小な凹凸が形成されたとしても、成膜前に恣意的に粒界の大きさを設定できない。したがって、凹凸のピッチなどを恣意的に設計できるものではない。   First, since the above-mentioned diamond blade is formed by the CVD method, it is a blade formed of a very dense film. As a result, the surface of the diamond blade becomes almost planar and arbitrarily gives a cut. Dents and pockets for removing chips cannot be formed. Further, even if minute irregularities are formed as a result, the size of the grain boundary cannot be arbitrarily set before film formation. Therefore, it is not possible to arbitrarily design the pitch of the unevenness.

(CVD成膜によるブレード製作における振れ精度の問題)
また、CVD法でダイヤモンドブレードを製作する場合、成膜分布によってブレードの刃厚分布が決定される。特に成膜分布にうねりがある場合に、そのうねりを除去することはできない。すなわち、機械加工でうねりを除去しようとしても、クラックが入るなどしてしまい、薄いブレードを成形することは困難である。したがって、高精度な振れのないスピンドルフランジに基準面同士を合わせて取り付け、振れ精度を向上させることは原理的に難しい。
(Problem of runout accuracy in blade production by CVD film formation)
When a diamond blade is manufactured by the CVD method, the blade thickness distribution of the blade is determined by the film formation distribution. In particular, when there is undulation in the film formation distribution, the undulation cannot be removed. That is, even if an attempt is made to remove the undulation by machining, cracks may be formed, and it is difficult to form a thin blade. Therefore, it is in principle difficult to improve the run-out accuracy by mounting the reference surfaces together on a spindle flange having no run-out with high accuracy.

(異種材料を接合することによる平面度確保)
また、ブレードによる切断溝の溝幅を細くするためにはブレードの外周部(先端部)はできるだけ細い方が好ましいが、フランジに当接させる部分は高精度な基準となる平面を維持するため反りが発生しない程度の厚みを必要とする。しかし、ブレードを一体物として製作する上で、こうした厚みの異なる部分を有するブレードとする場合、成膜による方法では、一体物で製作することはできず実質不可能である。なお、そのために異種の材料を接合するのでは、熱応力の関係から変形し、真円度、平面度を乱してしまうため、後述する本発明のような延性モードの加工を実現することが難しい場合がある。ここで、研削や切削加工を行う際に、螺旋形や流線形の切り屑が出るような状態でワークの加工を行う場合を延性モードの加工という。すなわち、ワークにクラックを及ぼすことなく、ワーク材料の脆性破壊に至る前の塑性変形域内で除去加工が進行することを延性モード加工という。
(Securing flatness by joining dissimilar materials)
Further, in order to reduce the width of the groove cut by the blade, it is preferable that the outer peripheral portion (tip portion) of the blade is as narrow as possible. It is necessary to have a thickness that does not cause the generation. However, in the case where a blade having such different thicknesses is used for manufacturing the blade as an integral body, it cannot be manufactured as an integral body by a film forming method, which is substantially impossible. If different materials are joined for that purpose, they are deformed due to the relationship of thermal stress, and roundness and flatness are disturbed. Therefore, it is possible to realize a ductile mode processing as described later in the present invention. It can be difficult. Here, when grinding or cutting is performed, the case where the workpiece is processed in a state where helical or streamline chips are generated is referred to as ductile mode processing. That is, the process in which the removal process proceeds in the plastic deformation region before the work material is brittlely fractured without causing the work to crack is referred to as ductile mode processing.

また、ブレード外周に高硬度のダイヤモンドチップを埋め込む構成は、ダイヤモンド部分と基材の部分で熱膨張や熱伝導率が異なるため、バイメタル効果でブレード全体の平面度を確保しにくく、それぞれ高さが微小に異なるダイヤモンドチップの先端高さを同一平面上に面出しすることが難しくなる。また、チップを円周状に配列すると、温度分布が軸対称のきれいな温度分布にならないため、やはり熱応力によって平面度が悪化することになってしまう。   In the configuration where a diamond chip of high hardness is embedded on the outer periphery of the blade, the thermal expansion and thermal conductivity are different between the diamond portion and the base material. It becomes difficult to expose the tip heights of minutely different diamond tips on the same plane. Further, if the chips are arranged circumferentially, the temperature distribution does not become a clear temperature distribution that is axisymmetric, so that the flatness also deteriorates due to thermal stress.

また、クラックフリーの延性モードダイシングにするためには、0.1mm以下の薄いブレードで極局所的な領域に溝入れないしは切断幅を限定する必要があるが、ダイヤモンドチップと母材を張り合わせた構成ではこのような薄いブレードを形成することはできない。ダイヤモンドチップ部とその他の母材部分の連続的な平面度を確保することが難しい。   In addition, in order to achieve crack-free ductile mode dicing, it is necessary to groov or cut the cutting width in an extremely local region with a thin blade of 0.1 mm or less, but in a configuration in which a diamond chip and a base material are bonded together. Such thin blades cannot be formed. It is difficult to ensure a continuous flatness between the diamond tip and the other base material.

さらには、ダイヤモンドチップ部分は極めて硬度が高いが、母材の金属の部分の弾性効果で、ダイヤモンドチップが受ける衝撃を母材部分が吸収してしまうことがある。延性モードで加工を行う場合は、極微小な切込みを継続的に入れる必要があるが、こうした衝撃を母材が吸収してしまうと、極微小な切込みの下で延性モードの加工を行うことはできない。   Furthermore, although the hardness of the diamond tip portion is extremely high, the impact of the diamond tip may be absorbed by the base material portion due to the elastic effect of the metal portion of the base material. When working in ductile mode, it is necessary to continuously make very small cuts, but if such a shock is absorbed by the base material, it is impossible to perform work in ductile mode under very small cuts. Can not.

以上から、熱伝導の点、形状的な平面度や平面の連続性の点、加工による衝撃を吸収せず局所的に効果的なせん断力を与える点などに照らすと、ダイヤモンドチップを埋め込むブレードは、問題となる。   From the above, when illuminating the point of heat conduction, the point of shape flatness and continuity of the plane, the point of applying effective shear force locally without absorbing the shock due to processing, the blade in which the diamond chip is embedded is Is a problem.

(成膜方法では、膜堆積方向により応力分布が異なりブレード反りが発生)
また、上記のダイヤモンドブレードでは、CVD法によって成膜されたダイヤモンド層からなる膜内に圧縮応力が形成されるので、膜が堆積するにしたがって、応力の入り方が異なる。このため、最終的に膜を剥してブレードにする際に、左右の両面において圧縮応力の入り方に違いがあり、結果的にブレードが大きく反ることになる。こうしたブレードの反りを修正するにしても、修正する手段はなく、膜の応力によって歩留りが悪くなることが懸念される。
(In the film formation method, stress distribution varies depending on the film deposition direction and blade warpage occurs)
Further, in the above-mentioned diamond blade, since a compressive stress is formed in a film composed of a diamond layer formed by the CVD method, the way of the stress is different as the film is deposited. For this reason, when the film is finally peeled off to form a blade, there is a difference in how compressive stress is applied on both the left and right sides, and as a result, the blade is greatly warped. Even if such a warpage of the blade is corrected, there is no means for correcting it, and there is a concern that the yield may be deteriorated due to the stress of the film.

また、ブレードにおいては、外周部に切れ刃を設ける必要がある。その切れ刃には、何らかの恣意的な連続した凹凸が必要となる。鋭利なナイフのように外周部に全く凹凸がない一様な鋭利な刃物を形成したとしても、脆性材料や場合によっては延性材料など、材料に微小に切り込みを入れつつ、切り屑を除去しながら加工を進めるという本発明の課題を解決する上においては、外周部の微小凹凸無しに実質的な切断加工を行うことは不可能である。   In the case of a blade, it is necessary to provide a cutting edge on the outer peripheral portion. The cutting edge requires some arbitrary continuous irregularities. Even if a uniform sharp blade with no irregularities on the outer periphery like a sharp knife is formed, a small cut is made in the material, such as a brittle material or, in some cases, a ductile material, while removing chips. In order to solve the problem of the present invention that the processing is advanced, it is impossible to perform the substantial cutting processing without minute irregularities on the outer peripheral portion.

(スクライビングの問題)
また、他の問題として、ブレード自体の問題ではないが、たとえ、ブレードを精度よく製作し、先端部が鋭利でかつ、切断加工時の熱においても平面状態が変化することのない理想的なブレードを製作できたとしても、そのブレードの使用方法も重要となる。特に、ブレード自体をワークに対して鉛直方向に押圧してクラックを与えて切り進めるスクライビングなどの場合は、明らかに脆性破壊を利用した加工となるため、後述する本発明のような延性モードの加工を行うことはできない。
(Scribing problem)
As another problem, it is not a problem of the blade itself, but, for example, an ideal blade that is manufactured with high precision, has a sharp tip, and does not change its planar state even when heated during cutting. Even if it can be manufactured, how to use the blade is also important. In particular, in the case of scribing or the like in which the blade itself is pressed in the vertical direction with respect to the workpiece to give a crack and cut, the processing obviously uses brittle fracture. Can not do.

スクライビングでは、ワークとブレードは滑らないように相対速度は0にする。ブレード構成として、スクライビングの場合、材料に垂直応力を与えるためブレードはフリーで回転することが必要となり、ブレード内の軸受ないしは軸部分を鉛直下方に押圧する形式となる。   In scribing, the relative speed is set to 0 so that the work and the blade do not slip. As a blade configuration, in the case of scribing, the blade needs to rotate freely in order to apply a vertical stress to the material, and the bearing or shaft portion in the blade is pressed vertically downward.

ブレードをワークに沿ってスライドさせるためのブレード保持部分と、ワークと接して回転するブレード部分は、完全固定していてはならない。ブレードに対してまったく遊びが存在せず、モータに直結していることはない。   The blade holding part for sliding the blade along the work and the blade part rotating in contact with the work must not be completely fixed. There is no play on the blade and there is no direct connection to the motor.

こうしたことから、従来のスクライビングのブレード構成では、軸と軸受け部分の間の摺動部分が重要となる。   For this reason, in the conventional scribing blade configuration, the sliding portion between the shaft and the bearing portion is important.

ちなみに、本発明はスクライビングではないため、モータとブレードは直結した構造となっており、軸と軸受けという関係は存在せず、嵌め合いで精度よく同軸構成で組み込んでいる。   Incidentally, since the present invention is not scribing, the motor and the blade have a directly connected structure, there is no relationship between the shaft and the bearing, and the motor and the blade are fitted in a coaxial configuration with high precision.

そのためには、ブレード端面とモータ直結のフランジ端面との面合わせが重要になる。すなわち、ダイシングのブレードにはフランジ端面と合わせるための基準平面が必要となる。   For that purpose, it is important to align the blade end surface with the flange end surface directly connected to the motor. That is, the dicing blade needs a reference plane to be aligned with the end face of the flange.

(ワークに対して一定切込み深さを維持してカッティングすること)
また、切断するに従って除去体積が大きく変化して、1つの切れ刃が除去する体積自体が変化し、その結果、1つの切れ刃が除去する上での所定の臨界切り込み深さを制御でき
ず、結果的に、切断加工中に切断抵抗が大きく変化して、そのアンバランスさからワーク材料内にクラックを及ぼす場合もある。こうした場合も、脆性破壊を誘発する原因となり、延性モードの加工を実現することはできない。すなわち、ワークに対して微視的に一つの切れ刃が一定の切込み深さを維持するために、ワークに対しても一定の切込みを与えて加工中は定常状態を確保する必要がある。
(Cutting while maintaining a constant cutting depth for the workpiece)
In addition, the removal volume changes greatly with cutting, the volume itself removed by one cutting edge changes, as a result, it is not possible to control a predetermined critical depth of cut in removing one cutting edge, As a result, the cutting resistance significantly changes during the cutting process, and the unbalance may cause cracks in the work material. Also in such a case, it causes brittle fracture, and it is impossible to realize ductile mode processing. That is, in order for one cutting edge to microscopically maintain a constant cutting depth with respect to the work, it is necessary to provide a constant cut to the work and to secure a steady state during processing.

また、ワークが平板状試料ではない場合は、ワークを固定することがうまくできない場合がある。例えば、円柱状のワークをそのまま切断する場合、ワークが動いてしまい、切込みが一定でないばかりか、ワークが切断により振動することもある。   If the work is not a flat sample, the work may not be fixed properly. For example, when a cylindrical work is cut as it is, the work moves, and not only the cut is not constant but also the work may vibrate due to the cutting.

次に一方で、最近はCu/Low-k材料(銅材と低誘電率の材料が混在した材料)のように延性材料と脆性材料が混在した材料もある。Low-k材料のように脆性材料においては、脆
性破壊を起こさないように材料の変形域内でワークを加工しなければならない。その一方で、Cuは、延性材料であるために割れることはない。しかし、こうした材料は、割れない一方で非常に延びる傾向にある。こうした延性の高い材料は、ブレードにまとわりつくと共に、ブレードが抜ける部分で大きなバリを発生させる。また、円形ブレードでは上部にひげのようなバリを形成する場合も多い。
On the other hand, recently, there is also a material in which a ductile material and a brittle material are mixed, such as a Cu / Low-k material (a material in which a copper material and a material with a low dielectric constant are mixed). In a brittle material such as a low-k material, the work must be processed within a deformation range of the material so as not to cause brittle fracture. On the other hand, Cu does not crack because it is a ductile material. However, such materials tend to stretch very much while not cracking. Such highly ductile materials cling to the blade and generate large burrs where the blade comes off. Further, in the case of a circular blade, a burr-like burr is often formed on the upper part.

また、延性の高い材料では、カットしても材料がブレードに引きずられる場合、ブレードにまとわりつく問題がある。ブレードにまとわりつくと、ブレードの目詰まりを早くしてしまい、ブレードの切れ刃部分がワーク材料で覆われてしまい、研削能力が著しく低下する問題が生じる。   Further, in the case of a material having high ductility, if the material is dragged by the blade even after cutting, there is a problem that the material sticks to the blade. When clinging to the blade, clogging of the blade is accelerated, the cutting edge portion of the blade is covered with the work material, and there is a problem that the grinding ability is significantly reduced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、脆性材料から構成されるワークに対しても、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うことができるブレード加工装置及びブレード加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to stably and accurately perform cutting in a ductile mode without generating cracks or cracks even for a work made of a brittle material. It is an object of the present invention to provide a blade processing apparatus and a blade processing method capable of performing the above.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るブレード加工装置は、ワークを延性モードで加工するためにダイヤモンド砥粒を焼結した多結晶ダイヤモンドによって構成される駆動ブレードに対して加工を施すブレード加工装置であって、前記多結晶ダイヤモンドの表面を電気加工により除去して切れ刃を生成する切れ刃生成手段を備える。   In order to achieve the above object, a blade processing apparatus according to one embodiment of the present invention performs processing on a drive blade composed of polycrystalline diamond obtained by sintering diamond abrasive grains to process a work in ductile mode. A cutting edge generating means for generating a cutting edge by removing a surface of the polycrystalline diamond by electric machining.

この態様によれば、多結晶ダイヤモンドの表面を電気加工により除去して切れ刃を生成する切れ刃生成手段を備えたので、多結晶ダイヤモンドの表面に切れ刃を生成することができる。これにより、脆性材料から構成されるワークに対しても、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うことが可能となる。   According to this aspect, since the cutting edge generating means for generating the cutting edge by removing the surface of the polycrystalline diamond by electric machining is provided, it is possible to generate the cutting edge on the surface of the polycrystalline diamond. Accordingly, it is possible to stably and accurately cut a work made of a brittle material in a ductile mode without generating cracks and cracks.

なお、多結晶ダイヤモンドの表面でも、特にダイヤモンド砥粒の部分は単結晶であるため絶縁体であるが、ダイヤモンド砥粒とダイヤモンド砥粒とを結ぶ結晶粒界の部分は、微量の焼結助剤が残っていて比較的導電性を有することや、ダイヤモンド砥粒の部分と比較して幾何学的にも不連続な形状部分であるので、電界集中がおきやすい場所でもある。そのため、通常の金属めっきなどを放電加工するのとは違い、結晶粒界部分だけに電界集中することに相まって、局所的に高密度な電気エネルギーが結晶粒界部分に作用する。その結果、局所的な除去加工で浸食作用が進み、その結果鋭利な切れ刃が形成されることになる。   In addition, even on the surface of polycrystalline diamond, especially the diamond abrasive grains are insulators because they are single crystals, but a part of the crystal grain boundary connecting the diamond abrasive grains has a slight amount of sintering aid. Is relatively conductive and has a geometrically discontinuous shape as compared with the diamond abrasive grains, so that it is a place where electric field concentration is likely to occur. Therefore, unlike electric discharge machining of ordinary metal plating or the like, the electric field is locally concentrated only at the crystal grain boundary portion, and locally high-density electric energy acts on the crystal grain boundary portion. As a result, the erosion action proceeds by local removal processing, and as a result, a sharp cutting edge is formed.

本発明の一態様に係るブレード加工装置において、切れ刃生成手段は、ワークの加工前後又は加工中にオフラインで電気加工を行ってもよいし、駆動ブレードでワークを加工しながらインプロセスで電気加工を行ってもよい。インプロセスで行う態様によれば、多結晶ダイヤモンドの表面には常に新しい切れ刃が生成された状態でワークに対する加工が行われるので、加工効率及び加工精度の向上を図ることができる。   In the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, the cutting edge generation unit may perform electric processing offline before or after processing the work, or during processing, or may perform electric processing in-process while processing the work with the drive blade. May be performed. According to the in-process mode, the work is performed on the workpiece in a state where a new cutting edge is always generated on the surface of the polycrystalline diamond, so that the processing efficiency and the processing accuracy can be improved.

ただし、オフラインで電気加工を行う場合でも、駆動ブレードでワークの加工する際と、駆動ブレード上に新しい切れ刃を生成するために駆動ブレード自体を加工する際とは、同一の回転軸(スピンドル)に駆動ブレードが取り付けられた状態でそれぞれの加工が行われることが望ましい。   However, even when performing electric machining offline, the same rotation axis (spindle) is used when machining the workpiece with the drive blade and when machining the drive blade itself to generate a new cutting edge on the drive blade. It is desirable that the respective processing be performed in a state where the drive blade is attached to the motor.

それぞれの加工を互いに異なる回転軸に駆動ブレードを取り付けた状態で行う場合、たとえ、駆動ブレード上に新しい切れ刃を形成したとしても、その駆動ブレードをワークの加工に適用する段階で回転軸への取り付け誤差が生じる。この取り付け誤差は、回転の際の偏芯を生むため、一定の微小な切込みがワークに対して与えられず、時としてワークに致命的なクラックを及ぼすこともある。そのため、ワークを加工するときの駆動ブレードを取り付けている回転軸と、駆動ブレードに新しい切れ刃を発刃させるときの回転軸は同一であること、すなわち同一の回転上でそれぞれの加工が行われることが望ましい。   When each process is performed with the drive blade attached to a different rotating shaft, even if a new cutting edge is formed on the drive blade, it is necessary to apply the drive blade to the machining of the workpiece at the stage of applying the drive blade to the work. Mounting errors occur. Since this mounting error causes eccentricity at the time of rotation, a certain minute cut is not given to the work, and sometimes a fatal crack is given to the work. Therefore, the rotation axis on which the drive blade is attached when processing the workpiece and the rotation axis when causing the drive blade to generate a new cutting edge are the same, that is, each processing is performed on the same rotation. It is desirable.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記駆動ブレードは円盤状に一体的に構成され、前記切れ刃生成手段は、前記駆動ブレードを回転させながら前記駆動ブレードの外周部に連続した切れ刃を形成する態様が好ましい。   Further, in the blade processing apparatus according to an aspect of the present invention, the driving blade is integrally formed in a disk shape, and the cutting edge generating unit is connected to an outer peripheral portion of the driving blade while rotating the driving blade. An embodiment in which a cutting edge is formed is preferred.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記切れ刃生成手段は、前記多結晶ダイヤモンドの表面の結晶粒界部分を放電加工により除去する態様が好ましい。   In the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, it is preferable that the cutting edge generating unit removes a crystal grain boundary portion on a surface of the polycrystalline diamond by electric discharge machining.

この態様によれば、多結晶ダイヤモンドの表面の結晶粒界部分を放電加工により溶融させて選択的に除去することが可能となる。したがって、多結晶ダイヤモンドの表面に切れ刃を生成することができ、脆性材料から構成されるワークに対しても、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うことが可能となる。   According to this aspect, it becomes possible to melt and selectively remove the crystal grain boundary portion on the surface of the polycrystalline diamond by electric discharge machining. Therefore, it is possible to generate a cutting edge on the surface of the polycrystalline diamond, and to stably and accurately cut the workpiece made of a brittle material in the ductile mode without generating cracks and cracks. It becomes possible.

また、ダイヤモンド砥粒を敷き詰めて焼結された多結晶ダイヤモンドでは、結晶粒界部分から選択的に除去することで、自動的に切れ刃は略等間隔になる。また、一つのダイヤモンド砥粒が脱落したとしても、その隣にあるダイヤモンド砥粒がすぐさま切れ刃として機能するため、略等間隔の切れ刃状態は持続的に維持される。   Further, in the case of polycrystalline diamond which is sintered by laying diamond abrasive grains, the cutting edges are automatically made substantially equally spaced by selectively removing them from the crystal grain boundary portions. Further, even if one diamond abrasive drops, the diamond abrasive next to it immediately functions as a cutting edge, so that the cutting edges at substantially equal intervals are continuously maintained.

それに対して、従来の砥石のように、まばらな砥粒を結合材で固めた場合は、一つの砥粒が脱落すると、その砥粒脱落後の周りの部分はすぐに砥粒が存在せず、結合材だけとなる。そのため、その結合材を後退させない限り次の砥粒は現れない。こうした点で、結晶粒界を選択的に浸食させて切れ刃を形成する場合は、基本的に結合材は存在せず、脱落してもすぐにその脇が切れ刃に変わり略一定間隔の切れ刃は持続的に維持される。しかし、結合材を除去しながら後退させて埋まっている砥粒を表に出す従来の砥石では、そうした持続的な切れ刃間隔を原理的に維持することができない。そのことから、砥粒間隔の制御の点で、ダイヤモンド砥粒同士を焼結した多結晶ダイヤモンドは、その原理が全く異なるものである。   On the other hand, when sparse abrasive grains are hardened with a binder like a conventional grindstone, when one abrasive grain falls off, the surrounding area after the abrasive grains fall off immediately has no abrasive grains. , Only the binder. Therefore, the next abrasive grains do not appear unless the binder is retracted. At this point, when the cutting edge is formed by selectively eroding the crystal grain boundaries, there is basically no binder, and as soon as it falls off, the side changes to a cutting edge and the cutting edge at approximately constant intervals The blade is maintained continuously. However, with a conventional grinding wheel that retracts and removes the buried abrasive grains while removing the binder, such a continuous cutting edge interval cannot be maintained in principle. Thus, polycrystalline diamond obtained by sintering diamond abrasive grains has a completely different principle in terms of controlling the abrasive grain spacing.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記切れ刃生成手段は、前記多結晶ダイヤモンドの表面に対向して配置された加工電極と、前記多結晶ダイヤモンドと前記加工電極との間に電圧を印加して放電を発生させる電圧印加手段と、前記多結晶ダイヤモンドと前記加工電極との間に加工液を供給する加工液供給手段と、を有する態様が好ましい。   Further, in the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, the cutting edge generating means includes a processing electrode disposed to face a surface of the polycrystalline diamond, and a processing electrode disposed between the polycrystalline diamond and the processing electrode. It is preferable that an aspect includes a voltage application unit that generates a discharge by applying a voltage, and a processing liquid supply unit that supplies a processing liquid between the polycrystalline diamond and the processing electrode.

この態様は、切れ刃生成手段の一態様を示したものである。なお、加工電極としては、多結晶ダイヤモンドとの間に放電を発生させることできるものであれば特に限定されず、例えば、帯状電極や円板状電極またはワイヤ電極などを用いることが可能である。   This aspect shows one aspect of the cutting edge generating means. The working electrode is not particularly limited as long as it can generate a discharge between the processing electrode and the polycrystalline diamond. For example, a strip electrode, a disk electrode, a wire electrode, or the like can be used.

ただし、ブレード先端部分に電界集中を起こさせる電極構造が望ましい。その場合、円盤状の駆動ブレードの場合、円弧状のブレード先端部分に対向させる形で、電極は直線状や、駆動ブレードに対向する円盤状にするなどして、幾何学的に一点だけで放電させる構成とするのがよい。   However, an electrode structure that causes electric field concentration at the tip of the blade is desirable. In this case, in the case of a disk-shaped drive blade, the electrode is made linear, or in the form of a disk facing the drive blade, in such a way as to face the tip of the arc-shaped blade. It is good to make it the structure which makes it.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記加工液供給手段は、前記加工液として超純水を供給する態様が好ましい。   In the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, it is preferable that the processing liquid supply unit supplies ultrapure water as the processing liquid.

この態様によれば、被加工物である多結晶ダイヤモンドも不導体に近い状態であり、一部の導電性がある結晶粒界部分に大きな電界集中が発生する。その結果、電界集中効果もあいまって、放電加工により選択的に多結晶ダイヤモンドの結晶粒界部分の溶融が起こり、切れ刃の形成に寄与する。   According to this aspect, the polycrystalline diamond, which is the workpiece, is also in a state close to a non-conductor, and a large electric field concentration occurs in a part of a conductive grain boundary. As a result, in combination with the electric field concentration effect, the electric discharge machining selectively melts the grain boundaries of the polycrystalline diamond, thereby contributing to the formation of cutting edges.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記加工電極は、金属材料又はカーボン材料により構成される態様が好ましい。   In the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, it is preferable that the processing electrode is formed of a metal material or a carbon material.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記加工液供給手段は、前記駆動ブレードと前記加工電極との間で一方向の流水で供給する態様が好ましい。   Further, in the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, it is preferable that the processing liquid supply unit supplies the processing liquid with flowing water in one direction between the driving blade and the processing electrode.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記切れ刃生成手段は、前記多結晶ダイヤモンドと前記加工電極との間の相対的な距離を変化させる調整手段を有する態様が好ましい。   Further, in the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, it is preferable that the cutting edge generating unit includes an adjusting unit that changes a relative distance between the polycrystalline diamond and the processing electrode.

この態様によれば、多結晶ダイヤモンドと前記加工電極との間隔(放電ギャップ)を適正に維持することができるので安定した放電加工を行うことが可能となる。   According to this aspect, the gap (discharge gap) between the polycrystalline diamond and the machining electrode can be appropriately maintained, so that stable electric discharge machining can be performed.

特に、多結晶ダイヤモンドの結晶粒界部分を浸食させて切れ刃を形成する場合、多結晶ダイヤモンドも不導体であるため、放電ギャップを大きくとりすぎると、ほとんど加工できない。そのため、放電ギャップは極めて小さいことが好ましく、調整手段により放電ギャップを制御することにより安定かつ効率的に放電加工を行うことができる。   In particular, when a cutting edge is formed by eroding a crystal grain boundary portion of polycrystalline diamond, since polycrystalline diamond is also a non-conductor, it is hardly possible to work when the discharge gap is too large. Therefore, it is preferable that the discharge gap is extremely small. By controlling the discharge gap by the adjusting means, stable and efficient discharge machining can be performed.

また、本発明の一態様に係るブレード加工装置において、前記電圧印加手段は、前記多結晶ダイヤモンドと前記加工電極との間の極性が交互に反転する電圧を印加する態様が好ましい。   Further, in the blade processing apparatus according to one aspect of the present invention, it is preferable that the voltage application unit applies a voltage in which the polarity between the polycrystalline diamond and the processing electrode is alternately inverted.

この態様によれば、多結晶ダイヤモンドと加工電極とによって形成される間隙に加工用電圧の極性を正負交互に切り替えつつ多結晶ダイヤモンドの表面を放電加工することにより、多結晶ダイヤモンドの表面に対する電極材料の付着と脱離が繰り返される。   According to this aspect, the surface of the polycrystalline diamond is subjected to electric discharge machining while the polarity of the processing voltage is alternately switched between positive and negative in the gap formed by the polycrystalline diamond and the processing electrode, so that the electrode material for the surface of the polycrystalline diamond is formed. Adhesion and desorption are repeated.

特に、加工液として超純水が用いられる場合、超純水は不導体の媒質であるが、電極材料の一部が溶出することで電極材料の金属イオンが媒質(超純水)内に一部溶け込み、それが不導体である多結晶ダイヤモンド上に付着する。多結晶ダイヤモンド上でも特に結晶粒界部分は、電界集中が大きくなり、電極材料が付着しやすくなる。その後極性が変化することで結晶粒界部分に付着した電極材料が脱離し、多結晶ダイヤモンドの結晶粒界部分への電界集中効果により選択的な浸食効果が生まれる。これにより、効率的かつ局部的な放電加工が可能となる。なお、多結晶ダイヤモンドと加工電極との間の極性を交互に反転させる電圧としては、両極性パルス電圧や交流電圧がある。   In particular, when ultrapure water is used as the working fluid, the ultrapure water is a non-conductive medium, but metal ions of the electrode material are contained in the medium (ultrapure water) due to elution of a part of the electrode material. Partial penetration, which adheres to non-conductive polycrystalline diamond. Even on the crystal grain boundary, especially on the polycrystalline diamond, the electric field concentration becomes large, and the electrode material tends to adhere. Thereafter, when the polarity changes, the electrode material adhered to the crystal grain boundary portion is desorbed, and a selective erosion effect is generated due to an electric field concentration effect on the crystal grain boundary portion of the polycrystalline diamond. Thereby, efficient and local electric discharge machining can be performed. The voltage for alternately inverting the polarity between the polycrystalline diamond and the processing electrode includes a bipolar pulse voltage and an AC voltage.

また、上記目的を達成するために、本発明の他の態様に係るブレード加工方法は、ワークを延性モードで加工するためにダイヤモンド砥粒を焼結した多結晶ダイヤモンドによって構成される駆動ブレードに対して加工を施すブレード加工方法であって、前記多結晶ダイヤモンドの表面を電気加工により除去して切れ刃を生成する切れ刃生成ステップを備える。   Further, in order to achieve the above object, a blade processing method according to another aspect of the present invention is directed to a driving blade formed of polycrystalline diamond obtained by sintering diamond abrasive grains for processing a work in a ductile mode. A cutting edge generating step of generating a cutting edge by removing a surface of the polycrystalline diamond by electric processing.

この態様によれば、多結晶ダイヤモンドの表面の結晶粒界部分を電気加工により除去する切れ刃生成ステップを備えたので、多結晶ダイヤモンドの表面に切れ刃を生成することができる。これにより、脆性材料から構成されるワークに対しても、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うことが可能となる。   According to this aspect, since the cutting edge generation step of removing the crystal grain boundary portion on the surface of the polycrystalline diamond by electric machining is provided, the cutting edge can be generated on the surface of the polycrystalline diamond. Accordingly, it is possible to stably and accurately cut a work made of a brittle material in a ductile mode without generating cracks and cracks.

また、本発明は、以下の技術思想を含むものである。   Further, the present invention includes the following technical ideas.

本発明の一態様に係るダイシング装置は、ワークを切断加工するダイシング装置において、ダイヤモンド砥粒を焼結して形成されたダイヤモンド焼結体によって円盤状に構成され、前記ダイヤモンド焼結体は前記ダイヤモンド砥粒の含有量が80vol%(以下、単に「%」とも表示する。)以上であるダイシングブレードと、前記ダイシングブレードを回転させる回転機構と、前記ダイシングブレードによって前記ワークに一定の切り込み深さを与えながら、前記ワークを前記ダイシングブレードに対して相対的に移動させる移動機構と、を備える。   A dicing apparatus according to one aspect of the present invention is a dicing apparatus for cutting a work, wherein the diamond sintered body formed by sintering diamond abrasive grains is formed in a disk shape, and the diamond sintered body is the diamond A dicing blade having an abrasive content of 80 vol% or more (hereinafter, also simply referred to as “%”) or more, a rotating mechanism for rotating the dicing blade, and a constant cutting depth in the work by the dicing blade. A moving mechanism for moving the work relative to the dicing blade while giving the work.

本発明の一態様において、ダイシングブレードは、ダウンカット方向に回転しながら前記ワークに切り込みを与えることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the dicing blade preferably cuts the work while rotating in a downcut direction.

なお、ダウンカット方向とは、ワークをダイシングブレードに対して相対的に移動させる際に、ダイシングブレードの切れ刃がワーク表面に切り入るような回転方向をいう。   The downcut direction refers to a rotation direction in which the cutting edge of the dicing blade cuts into the surface of the work when the work is relatively moved with respect to the dicing blade.

また、本発明の一態様において、前記ダイシングブレードの外周部には、前記ダイヤモンド焼結体の表面に形成された凹部からなる切れ刃(微小切刃)が周方向に沿って連続して設けられていることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, a cutting edge (a minute cutting edge) formed of a concave portion formed on the surface of the diamond sintered body is provided continuously along a circumferential direction on an outer peripheral portion of the dicing blade. Is preferred.

ダイヤモンド焼結体で構成されているために、従来のダイヤモンドより軟らかい結合材で電着されたダイヤモンド電着による材料とは全く異なる。   Since it is composed of a diamond sintered body, it is completely different from a material obtained by electrodepositing diamond with a binder softer than conventional diamond.

従来の電着ダイヤモンドの場合、ダイヤモンドに比べて結合材が後退するためにダイヤモンドが突出し、結果的に平均的な水準線に対してダイヤモンド砥粒の突き出しが大きくなっていた。その結果、突き出し量が大きい砥粒部分で過大な切込み深さとなり、材料固有の臨界切込み深さを越えてクラックを及ぼしてしまう。   In the case of the conventional electrodeposited diamond, the diamond protrudes because the binder retreats as compared with the diamond, and as a result, the protrusion of the diamond abrasive grains is larger than the average level line. As a result, the cutting depth becomes excessively large in the portion of the abrasive grain where the protrusion amount is large, and a crack is applied beyond the critical cutting depth inherent to the material.

それに対して本発明の場合は、ダイシングブレードはほとんどダイヤモンドで構成されており、ダイヤモンドで囲まれた凹みの部分が切れ刃となる。そのため、周りが後退して突出した砥粒が形成されることはない。その結果、過大な切込み深さとなることはなく、凹部が切れ刃として作用する。平面の基準面がダイヤモンド面であって、そのところどころに凹み部分が存在するので、基本的には凹み部分が切れ刃として加工を行うことになる。   On the other hand, in the case of the present invention, the dicing blade is almost made of diamond, and the concave portion surrounded by diamond becomes the cutting edge. Therefore, the protruding abrasive grains that recede around are not formed. As a result, the cut depth does not become excessive, and the concave portion acts as a cutting edge. Since the flat reference surface is a diamond surface and there are dents in some places, basically, the dents are processed as cutting edges.

このように、ダイヤモンド砥粒が全体の中で支配的に存在し、その間に拡散して残された焼結助剤が存在することで、形成される切れ刃は、ダイヤモンド砥粒の中に形成された凹みの切れ刃になる。また、この際のダイヤモンド砥粒の含有率については、後に述べるが80%以上のダイヤモンド砥粒の含有量を有して初めて、その空き部分が切れ刃として作用する。含有率が減少すると、ダイヤモンド砥粒で形成される外縁に凹みの部分が形成されるという形式ではないため、凹凸部分がほとんど同じになるか、凸部が支配的になり、相対的に突出する部分が生まれ、ワークに致命的なクラックを及ぼさない一定以下の安定した切込み深さを与える切れ刃とならない。   In this way, the cutting edge formed in the diamond abrasive grains is formed by the diamond abrasive grains dominantly existing in the whole, and the sintering aid that has been diffused and left in between. It becomes the cutting edge of the dent. In addition, as for the content of the diamond abrasive grains at this time, as will be described later, the vacant portion acts as a cutting edge only when the content of the diamond abrasive grains is 80% or more. When the content decreases, the concave portion is not formed in the outer edge formed by diamond abrasive grains, so the uneven portion is almost the same or the convex portion becomes dominant and relatively protrudes A part is created and does not become a cutting edge that gives a stable cutting depth below a certain level that does not cause a fatal crack on the work.

また、本発明に係るブレードは焼結ダイヤモンドで構成されていることが大きい特徴となる。焼結ダイヤモンドは、あらかじめ粒径が揃えられたダイヤモンドを敷き詰め、微量の焼結助剤を添加して、高温高圧化で製作される。焼結助剤は、ダイヤモンド砥粒内に拡散して、結果的にダイヤモンド同士を強固に結びつけることになる。   Further, the blade according to the present invention is largely characterized by being made of sintered diamond. Sintered diamonds are produced by laying diamonds of uniform grain size in advance, adding a small amount of sintering aid, and increasing the temperature and pressure. The sintering aid diffuses into the diamond abrasive grains, resulting in a strong bond between diamonds.

電着ブレードや電鋳ブレードでは、ダイヤモンド同士が結びつくのではない。ダイヤモンドがちりばめられたものを周りの金属で固めることでダイヤモンド砥粒を固める方式である。   In an electroplated blade or an electroformed blade, diamonds are not connected to each other. This is a method of solidifying diamond abrasive grains by solidifying the diamond studded with surrounding metal.

焼結の場合は、焼結助剤がダイヤモンド内に拡散することでダイヤモンド粒子同士が強固に結びつく。ダイヤモンド粒子同士を結合することによってダイヤモンドの特性を生かすことができる。ダイヤモンドの剛性、硬度、熱伝導などにおいて、ダイヤモンド含有量が多ければ、ほぼダイヤモンドに近い物理物性を生かすことが可能になる。これはダイヤモンド同士を結合させることによる。   In the case of sintering, the sintering aid diffuses into the diamond, so that the diamond particles are strongly connected to each other. The properties of diamond can be exploited by combining diamond particles. With respect to the rigidity, hardness, heat conduction, and the like of diamond, if the diamond content is large, it is possible to make use of physical properties almost similar to diamond. This is due to the bonding of the diamonds.

電鋳ブレードなどの他の製法と比較して、高温高圧化で焼成されて製作されることで、ダイヤモンド同士が結びつく。こうした焼結ダイヤモンドは、例えばGE社のコンパックスダイヤモンド(商標)などがこれに相当する。コンパックスダイヤモンドは、単結晶で構成される微粒子同士を焼結助剤で結合させている。   Compared to other manufacturing methods such as electroforming blades, the diamonds are tied together by being baked at high temperature and pressure. Such a sintered diamond is, for example, Compax Diamond (trademark) manufactured by GE. In the case of Compax diamond, fine particles composed of single crystals are bonded to each other with a sintering aid.

ダイヤモンドの含有量でいえば、天然ダイヤモンドや人工ダイヤモンドなども当然ながらダイヤモンド含有量は多く、強固なダイヤモンドとして存在する。こうした単結晶ダイヤモンドは、脱落する際にはへきかい面に沿って割れを起こしやすい。例えば、すべてのブレードを単結晶ダイヤモンドにした場合、円盤状に成形したとしても、ある方向にへきかい面があるとへきかい面から二つに割れてしまうこともある。加工の進行によってダイヤモンドが摩耗する場合にも、へきかい面に沿った面方位に依存して摩耗が起こるという問題もある。   Speaking of the diamond content, natural diamond and artificial diamond naturally have a large diamond content and exist as strong diamonds. Such single crystal diamond is liable to crack along the cleavage plane when falling off. For example, when all the blades are made of single crystal diamond, even if the blade is formed in a disk shape, if there is a cleavage surface in a certain direction, the cleavage surface may be split into two from the cleavage surface. Even when diamond is worn by the progress of processing, there is also a problem that abrasion occurs depending on the plane orientation along the cleavage plane.

単結晶ダイヤモンドの場合、ダイヤモンドが摩耗する過程で、どのような単位で摩耗させていくのか、材料内での摩耗過程を厳密に制御することはできない。   In the case of a single crystal diamond, it is not possible to strictly control the wear process in the material in what unit the diamond is worn in the course of wear.

一方、同様にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)のようにCVDで気相成長して製作された部材も多結晶体とされるが、結晶粒界の大きさを精度よく制御することができない。そのため、粒界から摩耗する際にも、どの程度均一に摩耗させるか設定することはでき
ず、加工によって摩耗し脱落する結晶単位や粒界の単位を厳密に制御することはできない。よって、時として大きく欠損したり、一部の欠陥に過剰な応力が入って大きく割れたりといったことが起こりうる。
On the other hand, similarly, like DLC (diamond-like carbon), a member produced by vapor-phase growth by CVD is also made of polycrystal, but the size of the crystal grain boundary cannot be controlled with high accuracy. Therefore, it is not possible to set the degree of uniform wear at the time of abrasion from the grain boundaries, and it is not possible to strictly control the crystal units and the grain boundary units that are worn out and fall off by working. As a result, a large defect may sometimes occur, or a large crack may occur due to an excessive stress applied to some of the defects.

それに対して、ダイヤモンド微粒子同士を高温高圧化で焼成したPCD(Polycrystalline Diamond)においては、DLCなどと同様に多結晶ダイヤモンドとされるが、その結晶構成は全く異なる。微粒子同士を焼成したPCDは、ダイヤモンド微粒子自体は単結晶体であり、非常に硬度の高い完全な結晶体である。PCDは、その単結晶体同士を結合させるために、焼結助剤を混ぜて単結晶同士を結びつけている。その際、結合部分は完全に方位は揃わないため、全体としては単結晶ではなく多結晶体として結合する形になる。そのため、摩耗過程でも結晶方位依存性は存在せず、どの方向であっても一定の大きい強度を有する。   On the other hand, PCD (Polycrystalline Diamond) in which diamond particles are fired at high temperature and pressure is polycrystalline diamond like DLC, but the crystal structure is completely different. In the PCD in which the fine particles are fired, the diamond fine particles themselves are single crystals, and are complete crystals having extremely high hardness. PCD combines single crystals by mixing a sintering aid in order to combine the single crystals. At this time, since the bonding portions are not completely aligned, the whole is bonded not as a single crystal but as a polycrystal. Therefore, there is no crystal orientation dependence even in the abrasion process, and it has a constant large strength in any direction.

以上から、PCDの場合は、すべての構成は、完全な単結晶ではないため多結晶ではあるが、大きさが揃った微小な単結晶が密に集合した状態での多結晶体である。   From the above, in the case of PCD, all components are polycrystals because they are not perfect single crystals, but are polycrystals in which minute single crystals of uniform size are densely assembled.

こうした構成により加工における摩耗過程において、外周の切れ刃の状態及び外周切れ刃のピッチ単位の制御の点で、精度よく初期の状態を維持することができる。ダイシングによって摩耗していく過程で、単結晶そのものが割れることよりも、単結晶と単結晶とをつなぐ部分が硬度や強度的にも相対的に弱いので、その粒界部分から結合がきれて脱落していく。   With such a configuration, the initial state can be accurately maintained in terms of the state of the outer peripheral cutting edge and the pitch unit of the outer peripheral cutting edge in the abrasion process in machining. In the process of abrasion by dicing, the part connecting the single crystals is relatively weak in terms of hardness and strength, rather than breaking the single crystal itself, so the bond breaks off from the grain boundary part and falls off I will do it.

PCDにおいては、切れ刃を形成する上で、単結晶の間にある結晶粒界に沿って摩耗していくので、自然に等間隔な切れ刃が設定されることになる。こうしてできた凹凸はすべて切れ刃になる。また、等間隔に存在する自然な凹凸の切れ刃の間にも、粒子の粒界による凹凸の切れ刃も存在し、これらすべてがダイヤモンドで構成されるため切れ刃として存在する。   In forming a cutting edge, the PCD wears along the crystal grain boundaries between the single crystals, so that the cutting edges are naturally set at regular intervals. All the irregularities thus formed become cutting edges. Also, there are uneven cutting edges due to grain boundaries of particles between natural uneven uneven cutting edges existing at equal intervals, and all of these are made of diamond, and thus exist as cutting edges.

このように本発明に係るブレードがPCDによる構成であることと、円盤形状であることとも相まって、特に効果を発揮する。円盤状の外周に切れ刃が存在し、それが加工点に順次作用する形で加工点に到達する。切れ刃は、加工中に絶えず加工点にあるわけではなく、回転しながら極部分円弧だけで加工に寄与するため、加工と冷却が繰り返されるため先端部が過剰に過熱されることは無い。その結果、ダイヤモンドが熱化学的に反応することなくなり安定して加工に寄与することになる。   As described above, the blade according to the present invention is particularly effective because it has a PCD configuration and a disk shape. There is a cutting edge on the outer periphery of the disk, which reaches the processing point in such a manner that it sequentially acts on the processing point. The cutting edge is not always at the processing point during the processing, and contributes to the processing only by the arc of the arc while rotating. Therefore, the processing and cooling are repeated, so that the tip portion is not excessively heated. As a result, the diamond does not react thermochemically and contributes stably to the processing.

次に、等間隔な切れ刃の形成は、後に述べる本発明の課題である延性モードダイシングには不可欠な要素となる。すなわち、延性モードダイシングでは、後にも述べるように一つの切れ刃が材料に与える切込み深さが重要となり、また一つの切れ刃がワークに与える切込み深さは、「ブレード外周部の切れ刃間隔」が、必要要素にかかわってくる。この点の一つの刃がワークに与える臨界切込み深さと切れ刃間隔の関係は後に記すが、一つの刃の臨界切込み深さを規定するためには、安定した切れ刃間隔の設定が必須となる。この切れ刃間隔を精度よく設定する上で、粒径が揃った単結晶砥粒同士を焼結させて結合したPCDが好適となるのである。   Next, formation of equally-spaced cutting edges is an essential element for ductile mode dicing, which is a subject of the present invention described later. That is, in ductile mode dicing, as described later, the depth of cut given by one cutting edge to the material is important, and the depth of cut given by one cutting edge to the work is determined by the "interval of cutting edges at the outer peripheral portion of the blade". But it depends on the necessary elements. At this point, the relationship between the critical cutting depth given to the workpiece by one blade and the cutting edge interval will be described later, but in order to define the critical cutting depth of one blade, it is necessary to set a stable cutting edge interval. . In order to accurately set the interval between the cutting edges, a PCD in which single crystal abrasive grains having a uniform particle size are sintered and bonded together is suitable.

なお、補足的として、本発明の「等間隔な切れ刃の形成」において、本発明におけるPCD素材におけるダイヤモンド砥粒配置を行ったブレードと、一般的な他の事例におけるダイヤモンド砥粒の配置を行った従来ブレードとの違いを述べる。   In addition, as a supplement, in the "formation of equally spaced cutting edges" of the present invention, the blade in which the diamond abrasive grains are arranged in the PCD material in the present invention and the diamond abrasive grains in other general cases are arranged. The following describes the differences from the conventional blade.

電鋳ブレードにおいては、砥粒の含有率は少ない。特開2010-005778号公報などにおいても、砥粒層の中に占めるダイヤモンド砥粒の含有率は10%程度である。よって、砥粒含有率が70%を超えるような設定はまずない。そのため、各砥粒は疎らに存在する。ある程度均一に配置するが、一つの砥粒の十分な突き出しを確保するためには砥粒間隔も大きい。   In an electroformed blade, the content of abrasive grains is small. Also in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-005778, the content of diamond abrasive grains in the abrasive layer is about 10%. Therefore, it is unlikely that the abrasive content exceeds 70%. Therefore, each abrasive grain exists sparsely. Although they are arranged to some extent evenly, the spacing between the abrasive grains is large in order to secure sufficient protrusion of one abrasive grain.

特許3308246号では、希土類磁石切断用のダイシングブレードが記載され、ダイヤモンド及び/又はCBNの複合焼結体によって形成されるとしている。ダイヤモンドまたはCBNの含有量は、1〜70vol%としており、より好ましくは5〜50%としている。ダイヤモンド含有量が70%を超えると、反り・曲がりの点で問題ないが、衝撃に対して弱くなり破損しやすいとしている。   Japanese Patent No. 3308246 discloses a dicing blade for cutting a rare earth magnet, and is described as being formed of a composite sintered body of diamond and / or CBN. The content of diamond or CBN is set to 1 to 70 vol%, more preferably 5 to 50%. When the diamond content exceeds 70%, there is no problem in terms of warpage and bending, but it is susceptible to impact and easily broken.

特許4714453号においても、セラミックス、金属、ガラスなどの複合材料に対して切断、溝入れ加工する工具を開示している。ダイヤモンドを焼成して作製する工具において、砥粒は焼成対中に3.5〜60vol%含有すると記載されている。ここでの技術課題はボ
ンド材が高弾性率、高硬度であっても砥粒の保持力が高いことであり、記載の構成とすれば常に十分な砥粒の突き出しが維持できるとしている。「砥粒の突き出し」を十分に保つことで自生発刃を効果的に維持して高速度加工を可能とすることが記載されている。
Japanese Patent No. 4714453 also discloses a tool for cutting and grooving a composite material such as ceramics, metal, and glass. It is described that in a tool produced by firing diamond, abrasive grains are contained in the fired material in an amount of 3.5 to 60 vol%. The technical problem here is that the holding power of the abrasive grains is high even if the bond material has a high elastic modulus and a high hardness, and it is stated that a sufficient protrusion of the abrasive grains can be always maintained with the described configuration. It is described that by maintaining "projection of abrasive grains" sufficiently, spontaneous cutting can be effectively maintained to enable high-speed machining.

このように従来事例を考慮すると、電鋳ブレードにおいても、ダイヤモンド焼結体のブレードにおいても、砥粒の隙間を敷き詰めるということはしていない。また、敷き詰められた砥粒の隙間を切れ刃にするという考え方も存在しない。本発明において、延性モードで加工するためには、後に数式でも述べるが、一つの切れ刃が与える臨界切込み深さが重要となり、その切込み深さを一定以下に保つためには、切れ刃の間隔が重要になる。また、切れ刃も大きく孤立して突き出す砥粒を作るのではなく、ダイヤモンドを敷き詰めて、敷き詰めた凹みの部分を利用して等間隔の切れ刃を形成する。   As described above, in consideration of the conventional example, neither the electroformed blade nor the diamond sintered body blade is used to spread the gap between the abrasive grains. Further, there is no idea that a gap between the spread abrasive grains is used as a cutting edge. In the present invention, in order to process in the ductile mode, the critical cutting depth given by one cutting edge is important as described later by a mathematical expression, and in order to keep the cutting depth below a certain value, the interval between the cutting edges is required. Becomes important. Also, instead of forming abrasive grains that protrude in a large isolated manner, diamonds are laid, and equally spaced cutting edges are formed by using the buried dents.

図22A及び22Bにダイヤモンド砥粒含有率に応じた砥粒間隔の様子を模式的に示す。一定した砥粒間隔で過剰な切込みを与えない切れ刃を形成するためには、ダイヤモンドを密接に敷き詰めた上、一部の砥粒が連続的に除去されて荒らされていくことが必要となる。そのためには、敷き詰めるために少なくとも70%以上のダイヤモンド砥粒含有率は最低でも必要となる。その上で一部のダイヤモンドを除去していかなければならない。80%以上のダイヤモンド砥粒の含有量で焼結すれば、図22Aのように少なくとも空間的に隙間なくダイヤモンドが敷き詰められた状態を形成でき、そこから、砥粒自体を除去しながら荒らすことで、自然に等間隔の切れ刃を有するブレードを形成できるようになる。また、そうしてできた凹凸はすべて切れ刃として作用する。   FIGS. 22A and 22B schematically show the state of the abrasive grain interval according to the diamond abrasive grain content. In order to form a cutting edge that does not give excessive cutting at a constant abrasive grain interval, it is necessary to spread diamonds closely and to remove some abrasive grains continuously and roughen them . For that purpose, a diamond abrasive content of at least 70% or more is required at least to spread. Then some diamonds must be removed. By sintering with a content of diamond abrasive grains of 80% or more, it is possible to form a state in which diamonds are laid without gaps at least spatially as shown in FIG. 22A. Thus, a blade having cutting edges at regular intervals can be formed naturally. In addition, all the irregularities thus formed act as cutting edges.

以上から、等間隔の切れ刃を形成するためには、高密度に砥粒を敷き詰めた上で高温高圧化で焼成された材料で構成する必要がある。   From the above, in order to form the cutting edges at equal intervals, it is necessary to form the material by laying the abrasive grains at high density and firing at high temperature and pressure.

なお、図22Bのようにダイヤモンド砥粒の含有率が70%以下の場合、等間隔の切れ刃を恣意的に形成することは難しくなる。これは、含有率が70%以下では、ダイヤモンド砥粒がリッチな部分とそうでない部分がどうしても生まれてしまい、ダイヤモンド砥粒がまばらな部分には、その中に孤立した砥粒の存在によって、切れ刃の間隔が大きくなってしまう可能性があるからである。切れ刃の間隔が大きい場合、または、まばらな部分があって、例えばダイヤモンド砥粒が一つだけ大きく突き出している場合は、厳密な突き出し量を設定できず、ワークに対して致命的なクラックを及ぼす切込み深さを与えることになる。   When the content of diamond abrasive grains is 70% or less as shown in FIG. 22B, it is difficult to arbitrarily form equally spaced cutting edges. This is because if the content is 70% or less, a part where diamond abrasive grains are rich and a part where diamond abrasive grains are not formed are inevitably generated, and a part where diamond abrasive grains are sparse is inevitably cut due to the presence of isolated abrasive grains therein. This is because the interval between the blades may increase. If the distance between the cutting edges is large, or if there is a sparse part and, for example, only one diamond abrasive grain protrudes, the exact amount of protrusion cannot be set, causing a fatal crack on the workpiece. This will give the depth of cut to be effected.

先に示された特許4714453号では、十分な砥粒の突き出しの下で、高速度加工を行う課題を解決するため、ダイヤモンド砥粒の含有率が70%以下とすることが好ましい。しかし、本発明では、延性モードでクラックフリーのダイシングを行うことが課題である。そ
のため、砥粒の間の凹みの部分を切れ刃として作用させるとともに、切れ刃の間隔を一定間隔に保つために、ダイヤモンド含有率は最低でも70%以上ある方がよく、理想的には80%以上あることが望ましい。
In the above-mentioned Patent No. 4714453, in order to solve the problem of performing high-speed processing under sufficient protrusion of abrasive grains, the content of diamond abrasive grains is preferably 70% or less. However, in the present invention, the problem is to perform crack-free dicing in the ductile mode. Therefore, in order to use the recessed portion between the abrasive grains as a cutting edge and to keep the interval between the cutting edges constant, the diamond content should be at least 70% or more, ideally 80%. It is desirable to have the above.

また、この場合のブレードは単にカッターのように鋭い刃で切断するものではない。すなわち先端を鋭利な刃で製作し、挟みの様な原理でカットするものではない。削りながらワークを除去して溝を入れていく必要がある。継続的に切り屑を排出しながら次の刃を材料内に切込み、それを連続的に行う必要がある。よって、単に先端は鋭利であればよいのではなく、微小な切れ刃が必要となる。   Further, the blade in this case is not simply cut with a sharp blade like a cutter. That is, the tip is not manufactured by a sharp blade and cut by the principle of pinching. It is necessary to remove the work while shaving and make grooves. It is necessary to cut the next blade into the material while continuously discharging chips, and to do so continuously. Therefore, it is not only necessary that the tip be sharp, but a minute cutting edge is required.

こうした密にダイヤモンドが詰まった構成の場合、切れ刃部分は粒界部分のみならず、外周部分の自然な粗さによっても一定の切れ刃間隔が形成される。こうした切れ刃間隔は後に具体的な間隔を持つ事例を示すが、ダイヤモンド粒径と切れ刃間隔とは、全く異なるサイズになることもある。   In the case of such a configuration in which diamonds are densely packed, a constant cutting edge interval is formed not only by the grain boundary portion but also by the natural roughness of the outer peripheral portion. Such a cutting edge interval will be described later with a specific interval, but the diamond grain size and the cutting edge interval may be completely different sizes.

こうしたダイヤモンド粒径と異なる切れ刃間隔を持つ場合では、通常の電鋳式のブレードとは切れ刃の考え方が異なってくる。すなわち、従来ブレードではダイヤモンドは結合材に埋め込まれて存在しているため、個々のダイヤモンド同士は独立して存在することになり、従って、切れ刃の大きさは、ダイヤモンド粒径と同一になる。すなわち、一つのダイヤモンドが一つの切れ刃を形成する。こうした構成では自生発刃の単位は、一つ一つのダイヤモンドであり、すなわち一つ一つの切れ刃に相当する。切れ刃の単位と自生発刃の単位は変わらない。例えば、ある程度ワークへの引っ掛かりを必要とする場合、切込みが必要となるため切れ刃も大きくする必要があるが、その分自生発刃は砥粒そのものが脱落するため自生発刃する単位も大きくなってしまい、その分寿命が極めて短くなる。   When the cutting edge interval differs from the diamond particle size, the concept of the cutting edge differs from that of a normal electroformed blade. That is, in the conventional blade, since the diamond is embedded in the bonding material, the individual diamonds exist independently of each other, and therefore, the size of the cutting edge becomes the same as the diamond grain size. That is, one diamond forms one cutting edge. In such a configuration, the unit of the spontaneous cutting edge is each diamond, that is, corresponds to each cutting edge. The unit of the cutting edge and the unit of the spontaneous cutting edge do not change. For example, if the workpiece needs to be caught to some extent, it is necessary to make a cut, so the cutting edge also needs to be increased, but the unit of self-generated blade also increases because the abrasive grains themselves fall off. As a result, the service life becomes extremely short.

以上から、従来の電鋳ブレードなどにおいては砥粒の大きさと切れ刃の大きさが同じになることが切れ刃の状態を保つための制約になってしまう。   As described above, in the conventional electroformed blade and the like, the size of the abrasive grains and the size of the cutting edge are the same, which is a constraint for maintaining the state of the cutting edge.

それに対して、本発明の焼結ダイヤモンドを利用したブレードの場合、小さいダイヤモンド同士が結合している。ダイヤモンド同士を結合して構成される焼結ダイヤモンドのブレードの外周部にはダイヤモンド粒子よりも大きい切れ刃が形成される。切れ刃の単位と比較して、焼結体を構成する一つ一つの砥粒であるダイヤモンドの粒径は1μ程度と非常
に小さい。
On the other hand, in the case of the blade using the sintered diamond of the present invention, small diamonds are bonded to each other. A cutting edge larger than the diamond particles is formed on the outer peripheral portion of the sintered diamond blade formed by combining diamonds. Compared with the unit of the cutting edge, the diameter of diamond as each abrasive grain constituting the sintered body is very small, about 1 μm.

本発明に係るブレードを使用する場合、加工に伴って一つ一つのダイヤモンドが脱落するが、切れ刃全体が脱落することはない。また、脱落する際も電鋳ブレードのように一つの切れ刃を構成する砥粒が抜け落ちるのではなく、ダイヤモンド同士が結合している部分の中で、一部のダイヤモンドが欠落して落ちることになる。   When the blade according to the present invention is used, each diamond falls off during processing, but the entire cutting edge does not fall off. Also, when dropping, the abrasive grains that constitute one cutting edge do not fall off like an electroformed blade, but some diamonds are missing and falling in the part where diamonds are bonded together. Become.

その結果、自生発刃する過程において、本発明の場合、切れ刃の大きさよりも小さい領域でダイヤモンドが摩滅によって剥がれ落ち、切れ刃自体の大きさは大きく変化することはない。一つの切れ刃内で、極微小に部分的に剥がれ落ちながらダイシングが進行する形となる。その結果、切れ刃の大きさ自体が変化することはなく、その一方で、切れ刃全体が摩滅で切れ味が悪くなっていくこともない。小さく部分的に自生しながら、一つの切れ刃あたりの最大切込み深さは一定以内に保たれる。結果として、延性モード加工を持続させることができ、安定した切れ味を両立することが可能となるのである。   As a result, in the process of spontaneous cutting, in the case of the present invention, diamond is peeled off by abrasion in a region smaller than the size of the cutting edge, and the size of the cutting edge itself does not change significantly. Within one cutting edge, dicing progresses while being peeled off very minutely and partially. As a result, the size of the cutting edge itself does not change, and on the other hand, the entire cutting edge does not wear out and the sharpness does not deteriorate. While being small and partially native, the maximum cutting depth per cutting edge is kept within a certain range. As a result, ductile mode processing can be maintained and stable sharpness can be achieved at the same time.

また、別の捉え方をするならば、従来の結合材、例えばニッケルなどで電着して砥粒を固めたドレッサーの場合、一つの砥粒が脱落すると、その脱落した部分は穴になるため、切れ刃はなくなり、その部分に相当する加工性はなくなってしまう。そのため、加工性を維持するためには、次の切れ刃を突き出しやすくするために、結合材を速く摩耗させて次の砥粒が突き出すように設計しないといけない。   Another way of thinking is to use a conventional binder, such as a dresser electrodeposited with nickel or the like, to solidify the abrasive grains.If one abrasive grain falls off, the dropped part becomes a hole. Therefore, the cutting edge disappears, and the workability corresponding to that part disappears. Therefore, in order to maintain workability, in order to make the next cutting edge easily protrude, it is necessary to design so that the binder is quickly worn to protrude the next abrasive grain.

それに対して、本発明の構成では、ダイヤモンドが欠落した部分は、小さい凹みとなり、その凹み部分も別のダイヤモンド砥粒に囲まれた領域として大きい切れ刃内に存在する微小切れ刃として存在し、ワークに食い込むきっかけとなる微小粗さを構成する。すなわち、ダイヤモンド欠落部分がそのまま次の切れ刃になるという点で全く従来構成とは自生発刃の考え方が異なるのである。   On the other hand, in the configuration of the present invention, the portion where the diamond is missing becomes a small dent, and the dent portion also exists as a small cutting edge existing in a large cutting edge as a region surrounded by another diamond abrasive grain, Constructs micro-roughness that triggers cutting into the work. That is, the idea of the self-generated blade is completely different from that of the conventional configuration in that the diamond missing portion becomes the next cutting edge as it is.

このような切れ刃の考え方、間隔及び一つの切れ刃が切り込む臨界切込み深さは、ダイシングにおける設定条件として、切れ刃を外周に要するブレードで一定のブレードの切込みを設定して、その切込みの設定に見合ったワークに対する送り速度で送る必要がある。よって、表面形状にそって一定切込みで一定送りでブレードを動作させる装置が前提となる。ワークが平面の場合、加工対象であるワーク表面に平行に一定切込みを設定してブレードを相対的に送る必要がある。   The concept of such a cutting edge, the interval and the critical cutting depth at which one cutting edge cuts, as a setting condition in dicing, set a constant blade cutting with a blade that requires a cutting edge on the outer periphery, and set the cutting. It is necessary to feed at a feed rate for the work that matches Therefore, a device that operates the blade at a constant cut and a constant feed along the surface shape is premised. When the work is flat, it is necessary to set a constant cut in parallel to the surface of the work to be machined and relatively feed the blade.

次に、円盤状のブレードを回転させることによって、それぞれの外周端部の切れ刃が加工点でワークの除去加工を行った後、そのまま空を切る形になって、ブレードが自然に冷却される。特に、ワークに接触する部分はごく一部であるから、ほとんどが空を切る形になって冷却されることになる。   Next, by rotating the disk-shaped blades, the cutting edge at each outer peripheral end performs the removal processing of the work at the processing point, and then cuts the sky as it is, and the blade is cooled naturally. . In particular, only a small part of the part comes into contact with the work, and most of the part is cut off and cooled.

切削などの場合、切れ刃が絶えずワークと接触し続けて、切れ刃部分が摩擦によって熱を持ち、ダイヤモンドであっても熱化学的に摩滅していくことがあるが、ワーク表面に対して円盤状ブレードを立ててワークに切り込むことにより、熱的な影響によるダイヤモンドの摩滅を大きく回避することができる。   In the case of cutting, etc., the cutting edge keeps in contact with the work constantly, and the cutting edge portion has heat due to friction, and even diamond may be abraded thermochemically. By cutting the workpiece with the blade shaped upright, it is possible to largely avoid the abrasion of the diamond due to thermal effects.

また、本発明の一態様において、前記ダイヤモンド焼結体は、軟質金属の焼結助剤を用いて前記ダイヤモンド砥粒を焼結したものであることが好ましい。   In one aspect of the present invention, it is preferable that the diamond sintered body is obtained by sintering the diamond abrasive grains using a soft metal sintering aid.

軟質金属を焼結助剤にすることで、ブレードが導電性になる。ブレードが導電性ではない場合、ブレード外周端部の外径を正確に見積もることは難しく、さらにスピンドルに取り付けることによる取り付け誤差などを考慮すると、ワークに対するブレード先端位置を正確に見積もることは難しい。   By using soft metal as a sintering aid, the blade becomes conductive. If the blade is not conductive, it is difficult to accurately estimate the outer diameter of the outer peripheral edge of the blade, and it is also difficult to accurately estimate the position of the tip of the blade with respect to the work in consideration of mounting errors due to mounting on the spindle.

そこで、ブレードは導電性のブレードを使用すると共に、導電性のブレードと基準となる平面状基板をチャックするチャック板とに導通を取っておき、導電性ブレードがチャック板に接触した時点で導通することでブレードとチャック板の相対高さを見つけることができる。   Therefore, a conductive blade is used as well as conduction between the conductive blade and the chuck plate for chucking the reference planar substrate, and conduction is performed when the conductive blade comes into contact with the chuck plate. The relative height between the blade and the chuck plate can be found.

また、本発明の一態様において、前記凹部は、前記ダイヤモンド焼結体を摩耗ないしはドレッシング処理することによって形成された凹部によって構成されることが好ましい。   Further, in one aspect of the present invention, it is preferable that the recess is constituted by a recess formed by subjecting the diamond sintered body to a wear or dressing process.

また、本発明の一態様において、前記ダイヤモンド砥粒の平均粒子径は25μm以下であることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the average particle diameter of the diamond abrasive grains is preferably 25 μm or less.

ここで、先に示した特許3308246号では、希土類磁石切断用ダイヤモンドブレードが記載されているが、ダイヤモンド含有率は1〜70vol%で、ダイヤモンドの平均粒径は1〜100μmであることが望ましいとしている。また、実施例1においては、ダイヤモンドの平均粒径は150μmとしている。これは、曲がり反りが少なくて芯金の耐摩耗性を向上させることを目的としている。   Here, in the above-mentioned Patent No. 3308246, a diamond blade for cutting a rare earth magnet is described, but it is preferable that the diamond content be 1 to 70 vol% and the average diamond particle diameter be 1 to 100 μm. I have. In Example 1, the average particle diameter of diamond was 150 μm. This is intended to improve the wear resistance of the cored bar with less bending and warpage.

また、同じく特許3892204号のブレードでは、ダイヤモンドの粒子径は、平均粒径が10〜100μmで有効であるが、より望ましくは40〜100μmの平均粒径としている。   Similarly, in the blade of Japanese Patent No. 3892204, the average particle diameter of diamond is effective when the average particle diameter is 10 to 100 μm, but is more preferably 40 to 100 μm.

特開2003-326466では、セラミックスやガラス、樹脂や金属をダイシングするブレードであるが、平均粒径が0.1μm〜300μmがよいとしている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-326466 describes a blade for dicing ceramics, glass, resin, and metal, but it is preferable that the average particle size is 0.1 μm to 300 μm.

このように、従来のブレードでは、比較的大きいサイズのダイヤモンド粒径が適当としている。   Thus, with conventional blades, a relatively large diamond particle size is appropriate.

本発明においては、ダイヤモンド砥粒の平均粒径は、ダイヤモンド含有量とも相まって、25μm以下である必要がある。   In the present invention, the average particle diameter of the diamond abrasive grains, together with the diamond content, needs to be 25 μm or less.

25μm以上の場合、ダイヤモンド同士が接触する面積割合は格段に減り、その分一部は焼結することで結びつくものの大多数部分は焼結助剤がなく、空間となってしまう。   In the case of 25 μm or more, the area ratio where the diamonds come into contact with each other is remarkably reduced, and although a part thereof is connected by sintering, most of the diamond has no sintering aid and becomes a space.

ブレードの厚み方向は、最低でも厚み方向に微粒子が2個から3個分の存在する幅がないと、各砥粒同士を相互に結び付けた強固なブレード自体を形成することはできない。25μm以上の微粒子で構成することになると、厚み方向は最低でも50μm以上は必要となる。しかし、厚み方向で50μmより分厚いブレードは、存在する切れ刃の直線性から、一つの刃が切り込む最大切込み深さは、例えばSiCなどにおいては0.1μmのDc値より大きくなってしまう。よって、微小に延性モード加工にならない可能性があり、理想的な延性モードの加工は難しくなり、原理的に脆性破壊を起こしてしまう確率が非常に大きくなる。この点は後ほど詳細に説明する。   In the thickness direction of the blade, a strong blade itself in which abrasive grains are connected to each other cannot be formed unless there is a width in which at least two or three fine particles exist in the thickness direction. If it is composed of fine particles of 25 μm or more, at least 50 μm or more in the thickness direction is required. However, in the case of a blade thicker than 50 μm in the thickness direction, the maximum cutting depth that one blade cuts becomes larger than the Dc value of 0.1 μm in, for example, SiC due to the linearity of the existing cutting edge. Therefore, there is a possibility that the ductile mode processing may not be minutely performed, and it is difficult to perform the ideal ductile mode processing, and the probability of causing brittle fracture in principle becomes extremely large. This will be described in detail later.

よって、ダイヤモンドの粒径は25μm以下とすることが望ましい。ただし、最小粒径については、現状0.3〜0.5μm程度までの微粒ダイヤモンドについて試しているが、それ以下の超微粒ダイヤモンドについては不明である。   Therefore, it is desirable that the particle size of diamond is 25 μm or less. However, as for the minimum particle diameter, the present state of trials is for fine-grained diamonds of about 0.3 to 0.5 μm, but it is unknown for ultrafine-grained diamonds smaller than that.

また、本発明の一態様において、前記ダイシングブレードの外周部は、前記外周部の内側部分よりも薄く構成されていることが好ましく、前記ダイシングブレードの外周部の厚さは50μm以下であることがより好ましい。   In one embodiment of the present invention, the outer peripheral portion of the dicing blade is preferably configured to be thinner than the inner portion of the outer peripheral portion, and the thickness of the outer peripheral portion of the dicing blade is preferably 50 μm or less. More preferred.

ここで、ダイシングブレードの外周部とは、ワーク内に入り込む部分の幅をいう。ワークに入り込む部分は、延性モードダイシングの場合、ワーク厚みより、ブレード幅が大きいとワークを割ってしまうことがある。これについては後ほど詳述する。   Here, the outer peripheral portion of the dicing blade refers to the width of a portion that enters the work. In the case of ductile mode dicing, the portion entering the work may break the work if the blade width is larger than the work thickness. This will be described in detail later.

また、本発明の一態様において、前記回転機構には、前記ダイシングブレードを回転させる回転軸に垂直な金属製のフランジ面が設けられ、前記ダイシングブレードは、片側面に基準平面部を備え、前記基準平面部を前記フランジ面に当接させた状態で前記回転軸に固定されることが好ましい。この態様において、前記ダイシングブレードの基準平面部は、前記回転軸を中心とする環状に構成されていることがより好ましい。   In one aspect of the present invention, the rotating mechanism is provided with a metal flange surface perpendicular to a rotation axis for rotating the dicing blade, the dicing blade includes a reference plane portion on one side surface, It is preferable that the reference flat portion is fixed to the rotating shaft in a state where the reference flat portion contacts the flange surface. In this aspect, it is more preferable that the reference plane portion of the dicing blade is formed in an annular shape around the rotation axis.

本発明の他の態様に係るダイシング装置は、ワークを切断加工するダイシング装置において、ダイヤモンド砥粒を焼結して形成されたダイヤモンド焼結体によって円盤状に構成され、前記ダイヤモンド焼結体は前記ダイヤモンド砥粒の含有量が80vol%以上であるダイシングブレードと、前記ダイシングブレードを回転させる回転機構と、前記ダイシングブレードによって前記ワークに一定の切り込み深さを与えて、前記ダイシングブレードに微粒子を与えながら、前記ワークを前記ダイシングブレードに対して相対的に移動させる移動機構と、を備える。   A dicing apparatus according to another aspect of the present invention is a dicing apparatus for cutting a work, wherein the diamond sintered body is formed in a disk shape by sintering diamond abrasive grains, and the diamond sintered body is A dicing blade having a diamond abrasive content of 80 vol% or more, a rotating mechanism for rotating the dicing blade, and a constant cutting depth given to the work by the dicing blade to give fine particles to the dicing blade A moving mechanism for moving the work relative to the dicing blade.

本発明の更に他の態様に係るダイシング方法は、ワークを切断加工するダイシング方法において、ダイヤモンド砥粒を焼結して形成されたダイヤモンド焼結体によって円盤状に構成され、前記ダイヤモンド焼結体は前記ダイヤモンド砥粒の含有量が80vol%以上であるダイシングブレードを回転させながら、前記ワークに一定の切り込み深さを与える工程と、前記ダイシングブレードによって前記ワークに一定の切り込み深さが与えられた状態で、前記ワークを前記ダイシングブレードに対して相対的に移動させる工程と、を含む。   A dicing method according to still another aspect of the present invention is the dicing method for cutting a work, wherein the diamond sintered body is formed in a disk shape by sintering diamond abrasive grains, and the diamond sintered body is A step of giving a constant cutting depth to the work while rotating a dicing blade having a content of the diamond abrasive grains of 80 vol% or more, and a state in which a constant cutting depth is given to the work by the dicing blade. Moving the workpiece relative to the dicing blade.

本発明の更に他の態様において、ダイシングブレードは、ダウンカット方向に回転しながら前記ワークに切り込みを与えることが好ましい。   In still another aspect of the present invention, the dicing blade preferably cuts the work while rotating in a downcut direction.

また、本発明の更に他の態様において、前記ダイシングブレードの外周部には、前記ダイヤモンド焼結体の表面に形成された凹部(微小切刃)が周方向に沿って連続して設けられていることが好ましい。   Further, in still another aspect of the present invention, a concave portion (a minute cutting blade) formed on the surface of the diamond sintered body is provided continuously along the circumferential direction on an outer peripheral portion of the dicing blade. Is preferred.

また、本発明の更に他の態様において、前記ダイヤモンド焼結体は、軟質金属の焼結助剤を用いて前記ダイヤモンド砥粒を焼結したものであることが好ましい。   In still another aspect of the present invention, the diamond sintered body is preferably obtained by sintering the diamond abrasive grains using a soft metal sintering aid.

また、本発明の更に他の態様において、前記ダイヤモンド砥粒の平均粒子径は25μm以下であることが好ましい。   In still another aspect of the present invention, it is preferable that the diamond abrasive has an average particle diameter of 25 μm or less.

また、本発明の更に他の態様において、前記ダイシングブレードの外周部は、前記外周部の内側部分よりも薄く構成されていることが好ましく、前記ダイシングブレードの外周部の厚さは50μm以下であることがより好ましい。   Further, in still another aspect of the present invention, it is preferable that an outer peripheral portion of the dicing blade is configured to be thinner than an inner portion of the outer peripheral portion, and a thickness of the outer peripheral portion of the dicing blade is 50 μm or less. Is more preferable.

また、本発明の更に他の態様において、前記ダイシングブレードを回転させる回転軸に垂直な金属製のフランジ面が設けられ、前記ダイシングブレードは、片側面に基準平面部を備え、前記基準平面部を前記フランジ面に当接させた状態で前記回転軸に固定されることが好ましい。この態様において、前記ダイシングブレードの基準平面部は、前記回転軸を中心とする環状に構成されていることがより好ましい。   Further, in still another aspect of the present invention, a metal flange surface perpendicular to a rotation axis for rotating the dicing blade is provided, the dicing blade includes a reference plane portion on one side surface, and the reference plane portion includes It is preferable that the fixing member is fixed to the rotating shaft while being in contact with the flange surface. In this aspect, it is more preferable that the reference plane portion of the dicing blade is formed in an annular shape around the rotation axis.

本発明によれば、脆性材料から構成されるワークに対しても、ダイシングブレードの切り込み深さをワークの臨界切り込み深さ以下に設定した状態で切り込みを行うことが可能となり、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うことができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to cut a work made of a brittle material in a state where the cutting depth of the dicing blade is set to be equal to or less than the critical cut depth of the work, and cracks and cracks occur. Without performing the cutting operation, the cutting process can be performed stably and accurately in the ductile mode.

ダイシング装置の外観を示す斜視図Perspective view showing the appearance of a dicing device ダイシングブレードの正面図Front view of dicing blade 図2のA−A断面を示す側断面図FIG. 2 is a side sectional view showing an AA section in FIG. 2. 切刃部の構成の一例を示した拡大断面図Enlarged sectional view showing an example of the configuration of the cutting blade portion 切刃部の構成の他の例を示した拡大断面図Enlarged sectional view showing another example of the configuration of the cutting blade portion 切刃部の構成の更に他の例を示した拡大断面図Enlarged sectional view showing still another example of the configuration of the cutting blade portion ダイヤモンド焼結体の表面付近の様子を模式的に示した概略図Schematic diagram schematically showing the state near the surface of the diamond sintered body ダイヤモンド砥粒の平均粒子径が50μmのブレードにより溝入れ加工を行った場合のワーク表面の様子を示し、クラックが発生している事例を示した図Diagram showing the state of the work surface when grooving was performed with a blade having an average particle diameter of diamond abrasive grains of 50 μm, showing a case where cracks occurred ダイシングブレードがスピンドルに取り付けられた状態を示した断面図Sectional view showing a state where a dicing blade is attached to a spindle 比較実験1(シリコン溝入れ加工)の結果を示した図(本実施形態)Diagram showing the result of comparative experiment 1 (silicon grooving) (this embodiment) 比較実験1(シリコン溝入れ加工)の結果を示した図(従来技術)Diagram showing the result of comparative experiment 1 (silicon grooving) (prior art) 比較実験2(サファイア溝入れ加工)の結果を示した図(本実施形態)Diagram showing the result of comparative experiment 2 (sapphire grooving) (this embodiment) 比較実験2(サファイア溝入れ加工)の結果を示した図(従来技術)Diagram showing the result of comparative experiment 2 (sapphire grooving) (prior art) 比較実験3の結果を示した図(ブレード厚20μmの場合)Diagram showing the result of Comparative Experiment 3 (when the blade thickness is 20 μm) 比較実験3の結果を示した図(ブレード厚50μmの場合)Diagram showing the result of Comparative Experiment 3 (when the blade thickness is 50 μm) 比較実験3の結果を示した図(ブレード厚70μmの場合)Diagram showing the result of Comparative Experiment 3 (when the blade thickness is 70 μm) 比較実験4の結果を示した図(ワーク表面)Diagram showing the result of comparative experiment 4 (work surface) 比較実験4の結果を示した図(ワーク断面)Diagram showing the result of comparative experiment 4 (work cross section) 比較実験5の結果を示した図(ワーク表面)Diagram showing the result of comparative experiment 5 (work surface) 比較実験5の結果を示した図(ワーク断面)Diagram showing the result of comparative experiment 5 (workpiece cross section) 比較実験6の結果を示した図(本実施形態)FIG. 7 shows the results of Comparative Experiment 6 (this embodiment). 比較実験6の結果を示した図(従来技術)Diagram showing the result of Comparative Experiment 6 (prior art) 両側テーパタイプの切刃部を有するブレードを用いてダイシング加工が行われるときの様子を模式的に示した説明図Explanatory view schematically showing a state where dicing is performed using a blade having a cutting edge portion of a taper type on both sides. バリやチッピングが発生する様子を示した図Diagram showing how burrs and chipping occur ブレードを平行移動させて加工する際の最大切込み深さを幾何学的に計算する場合の説明図Explanatory drawing when geometrically calculating the maximum depth of cut when processing by moving the blade in parallel ブレード外周端を粗さ計で測定した結果を示した図Figure showing the result of measuring the outer peripheral edge of the blade with a roughness meter ブレード外周端を粗さ計で測定した結果を示した図Figure showing the result of measuring the outer peripheral edge of the blade with a roughness meter ブレード外周端の表面状態を示した図(ブレード先端側面)Diagram showing the surface condition of the outer peripheral edge of the blade (blade tip side) ブレード外周端の表面状態を示した図(ブレード先端)Diagram showing the surface condition of the outer edge of the blade (blade tip) ブレード先端がワーク材料に対して切り込む様子を示した模式図Schematic diagram showing the blade tip cutting into the work material ブレードの厚みに関する説明に使用した説明図Explanatory diagram used to explain the thickness of the blade ブレードの厚みに関する説明に使用した説明図(ブレードの厚みがワークの厚みよりも大きい場合)Illustration used to explain the thickness of the blade (when the thickness of the blade is larger than the thickness of the work) ブレードの厚みに関する説明に使用した説明図(ブレードの厚みがワークの厚みよりも小さい場合)Explanatory diagram used to explain the thickness of the blade (when the thickness of the blade is smaller than the thickness of the work) 電鋳ブレードの表面の様子を示した概略図Schematic diagram showing the appearance of the surface of the electroformed blade ダイヤモンド砥粒含有率に応じた砥粒間隔の様子を示した模式図(砥粒含有率が80%以上の場合)Schematic diagram showing the spacing of the abrasive grains according to the diamond abrasive content (when the abrasive content is 80% or more) ダイヤモンド砥粒含有率に応じた砥粒間隔の様子を示した模式図(砥粒含有率が70%以下の場合)Schematic diagram showing the spacing of the abrasive grains according to the diamond abrasive content (when the abrasive content is 70% or less) ファイバーレーザで切れ刃を形成した場合のブレード外周端の断面図(100μm間隔で50μm孔)Sectional view of the outer edge of the blade when the cutting edge is formed by fiber laser (50 μm holes at 100 μm intervals) 微粒子供給機構の正面図Front view of particle supply mechanism 微粒子供給機構の側面図Side view of the particle supply mechanism 第1実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図Schematic diagram showing a configuration example of the blade processing apparatus according to the first embodiment 第2実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図Schematic showing a configuration example of a blade processing apparatus according to a second embodiment. 第3実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図Schematic showing a configuration example of a blade processing apparatus according to a third embodiment. 第4実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図Schematic showing a configuration example of a blade processing apparatus according to a fourth embodiment. 従来の電鋳ブレードに適用した場合の様子を示した概略図Schematic diagram showing the appearance when applied to a conventional electroformed blade ダイヤモンド砥粒を焼結した多結晶ダイヤモンドに適用した場合の様子を示した概略図Schematic diagram showing the situation when diamond abrasive grains are applied to sintered polycrystalline diamond

以下、添付図面に従って本発明に係るダイシング装置及びダイシング方法の好ましい実施の形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a dicing apparatus and a dicing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、ダイシング装置の外観を示す斜視図である。図1に示すように、ダイシング装置10は、複数のワークWが収納されたカセットを外部装置との間で受渡すロードポート12と、吸着部14を有しワークWを装置各部に搬送する搬送手段16と、ワークWの表面を撮像する撮像手段18と、加工部20と、加工後のワークWを洗浄し、乾燥させるスピンナ22、及び装置各部の動作を制御するコントローラ24等とから構成されている。   FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the dicing apparatus. As shown in FIG. 1, the dicing apparatus 10 includes a load port 12 for transferring a cassette containing a plurality of works W to and from an external device, and a conveyance unit having a suction unit 14 and conveying the works W to each unit of the apparatus. It is composed of a unit 16, an imaging unit 18 for imaging the surface of the work W, a processing unit 20, a spinner 22 for cleaning and drying the processed work W, a controller 24 for controlling the operation of each unit of the apparatus, and the like. ing.

加工部20には、2本対向して配置され、先端にブレード26が取り付けられた高周波モータ内臓型のエアーベアリング式スピンドル28が設けられており、所定の回転速度で高速回転するとともに、互いに独立して図のY方向のインデックス送りとZ方向の切り込み送りとがなされる。また、ワークWを吸着載置するワークテーブル30がZ方向の軸心を中心に回転可能に構成されているとともに、Xテーブル32の移動によって図のX方向に研削送りされるように構成されている。   The processing unit 20 is provided with a high-frequency motor built-in type air-bearing type spindle 28 having two blades 26 mounted at the ends thereof facing each other, and rotates at a high speed at a predetermined rotation speed and is independent of each other. Then, index feed in the Y direction and cut feed in the Z direction are performed. Further, the work table 30 on which the work W is mounted by suction is configured to be rotatable about the axis in the Z direction, and is configured to be ground and fed in the X direction in FIG. I have.

ワークテーブル30は、負圧を利用してワークWを真空吸着するポーラスチャック(多孔質体)を備えて構成される。ワークテーブル30に載置されたワークWは、ポーラスチャック(不図示)に真空吸着された状態で保持固定される。これにより、平板状試料であるワークWは、ポーラスチャックにより平面矯正された状態で全面一様に吸着される。このため、ダイシング加工時にワークWに対してせん断応力が作用しても、ワークWに位置ずれが生じることがない。   The work table 30 includes a porous chuck (porous body) that vacuum-adsorbs the work W using negative pressure. The work W placed on the work table 30 is held and fixed in a state of being vacuum-sucked by a porous chuck (not shown). As a result, the work W, which is a flat sample, is uniformly sucked over the entire surface in a state where the work is flattened by the porous chuck. For this reason, even if a shear stress acts on the work W during the dicing process, the work W is not displaced.

こうした、ワーク全体を真空吸着するワーク保持方式は、ブレードがワークに対して絶えず一定の切込み深さを与えることにつながる。   Such a work holding method of vacuum-sucking the entire work leads to the blade constantly giving a constant cutting depth to the work.

例えば、ワークが平板状に矯正されないような試料である場合などでは、ワーク表面の基準面を定義することが難しく、そのため、その基準面からどの程度のブレードの切込み深さを設定するかが難しくなる。ワークに対する一定のブレードの切込み深さが設定できない場合、一つの切れ刃が絶えず安定した切込みを与える臨界切込み深さも設定できなくなり、安定した延性モードダイシングは難しい。   For example, when the workpiece is a sample that is not corrected to a flat shape, it is difficult to define the reference plane of the work surface, and therefore it is difficult to set the depth of cut of the blade from the reference plane. Become. If a certain cutting depth of the blade cannot be set for the workpiece, a critical cutting depth at which one cutting edge constantly provides a stable cutting cannot be set, and stable ductile mode dicing is difficult.

ワークが平板状に矯正されておればワーク表面の基準面を定義でき、基準面からのブレード切込み深さを設定することができるため、一つの切れ刃あたりの臨界切込み深さが設定でき、安定した延性モードダイシングが可能となる。   If the work is flattened, the reference plane of the work surface can be defined and the blade cutting depth from the reference plane can be set, so the critical cutting depth per cutting edge can be set and stable. This allows for ductile mode dicing.

なお、真空吸着ではなくても、硬質基板上に全面接着する形であっても構わない。全面強固に接着された面を基準として、薄い基板であっても表面を規定することができれば、安定した延性モードダイシングは可能となる。   It should be noted that, instead of vacuum suction, a form in which the entire surface is adhered to a hard substrate may be used. Stable ductile mode dicing is possible if the surface can be defined even for a thin substrate with reference to the entire surface that is firmly bonded.

図2は、ダイシングブレードの正面図である。図3は、図2のA−A断面を示す側断面図である。   FIG. 2 is a front view of the dicing blade. FIG. 3 is a side sectional view showing an AA section of FIG. 2.

図2及び図3に示すように、本実施形態のダイシングブレード(以下、単に「ブレード」という。)26はリング型のブレードであり、その中央部にはダイシング装置10のスピンドル28に装着するための装着孔38が穿設されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the dicing blade (hereinafter, simply referred to as “blade”) 26 of the present embodiment is a ring-shaped blade, and has a central portion to be mounted on a spindle 28 of the dicing device 10. Mounting holes 38 are formed.

なお、ブレード26は、焼結ダイヤモンドで構成され、円盤状かリング状であって、同心円状の構成であれば、温度分布は軸対称となる。同一素材で軸対称の温度分布であれば、半径方向においてポアソン比に伴うせん断応力は作用することはない。そのため、外周端部は理想的な円形を保ち、また、外周端は同一面上を維持することになるため、回転によってワークに一直線上に作用する。   The blade 26 is made of sintered diamond and has a disk-like or ring-like configuration. If the blade 26 has a concentric configuration, the temperature distribution is axially symmetric. If the temperature distribution is the same and axially symmetric, the shear stress accompanying the Poisson's ratio does not act in the radial direction. Therefore, the outer peripheral end keeps an ideal circular shape, and the outer peripheral end keeps the same plane, so that the rotation acts on the work in a straight line.

ブレード26は、ダイヤモンド砥粒を焼結して形成されたダイヤモンド焼結体(PCD)によって円盤状に一体的に構成される。このダイヤモンド焼結体はダイヤモンド砥粒の含有量(ダイヤモンド含有量)が80%以上であり、各ダイヤモンド砥粒は焼結助剤(例えばコバルト等)により互いに結合されている。   The blade 26 is integrally formed in a disc shape by a diamond sintered body (PCD) formed by sintering diamond abrasive grains. This diamond sintered body has a diamond abrasive content (diamond content) of 80% or more, and the diamond abrasives are mutually bonded by a sintering aid (for example, cobalt or the like).

ブレード26の外周部は、ワークWに対して切込みされる部分であり、その内側部分よりも薄刃状に形成された切刃部40が設けられている。この切刃部40には、ダイヤモンド焼結体の表面に形成された微小な凹みからなる切れ刃(微小切刃)がブレード外周端部(外周縁部)26aの周方向に沿って微小ピッチ(例えば10μm)で連続的に形成されて
いる。
The outer peripheral portion of the blade 26 is a portion cut into the work W, and a cutting blade portion 40 formed to be thinner than the inner portion thereof is provided. In this cutting edge portion 40, a cutting edge (a minute cutting edge) formed of a minute dent formed on the surface of the diamond sintered body has a minute pitch (a minute pitch) along a circumferential direction of a blade outer peripheral end portion (outer peripheral edge portion) 26a. (For example, 10 μm).

本実施形態において、切刃部40の厚さ(刃厚)は少なくともワークWの厚さより薄く構成される。例えば100μmのワークWに対して切断加工を行う場合には、切刃部40の厚さは50μm以下が好ましく、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは10μm以下に構成される。   In the present embodiment, the thickness (blade thickness) of the cutting blade portion 40 is configured to be thinner than at least the thickness of the work W. For example, when cutting a workpiece W of 100 μm, the thickness of the cutting edge portion 40 is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and still more preferably 10 μm or less.

切刃部40の断面形状としては、外側(先端側)に向って厚みが徐々に薄くなるテーパ状に形成されていてもよいし、均一な厚みを有するストレート状に形成されていてもよい。   The cross-sectional shape of the cutting blade portion 40 may be formed in a tapered shape in which the thickness gradually decreases toward the outer side (front end side), or may be formed in a straight shape having a uniform thickness.

図4Aから4Cは、切刃部40の構成例を示した拡大断面図である。なお、図4Aから4Cは、図3のB部を拡大した部分に相当する。   4A to 4C are enlarged cross-sectional views showing a configuration example of the cutting blade portion 40. 4A to 4C correspond to an enlarged portion of the portion B in FIG.

図4Aに示した切刃部40Aは、片側の側面部のみがテーパ状に斜めに加工された片側テーパタイプ(片Vタイプ)のものである。この切刃部40Aは、例えば、最も薄く形成される外周端部の厚みT1が10μm、片側の側面部がテーパ状に加工された部分のテーパ角θ1は20度となっている。なお、ブレード26の内側部分(後述する環状部36を除く)の厚みは1mmである(図4B及び4Cにおいても同様である。)。 The cutting blade portion 40A shown in FIG. 4A is a one-side taper type (one-side V type) in which only one side surface portion is tapered and machined diagonally. The cutting edge portion 40A is, for example, the thickness T 1 of the outer peripheral edge portion which is thinnest is 10 [mu] m, the taper angle theta 1 of the portion side portion of the one side is processed into a tapered shape it has a 20 degrees. The thickness of the inner portion of the blade 26 (excluding an annular portion 36 described later) is 1 mm (the same applies to FIGS. 4B and 4C).

図4Bに示した切刃部40Bは、両側の側面部がテーパ状に斜めに加工された両側テーパタイプ(両Vタイプ)のものである。この切刃部40Bは、例えば、最も薄く形成される外周端部の厚みT2が10μmであり、両側の側面部がテーパ状に加工された部分のテーパ角θ2は15度となっている。 The cutting blade portion 40B shown in FIG. 4B is of a double-sided taper type (both V type) in which both side portions are slanted in a tapered shape. For example, the cutting edge 40B has a thickness T 2 of 10 μm at the outermost end formed at the thinnest thickness, and a taper angle θ 2 of a portion where both side surfaces are tapered is 15 degrees. .

図4Cに示した切刃部40Cは、両側の側面部がストレート状に平行に加工されたストレートタイプ(平行タイプ)のものである。この切刃部40Cは、例えば、最も薄くストレート状に加工された先端部の厚みT3が50μmとなっている。なお、ストレート状の先端部の内側部分(中央側部分)は片側の側面部がテーパ状に加工されており、そのテーパ角θ3は20度となっている。 The cutting blade portion 40C shown in FIG. 4C is of a straight type (parallel type) in which the side portions on both sides are processed in parallel in a straight shape. The cutting edge portion 40C, for example, the thickness T 3 of the processed thinnest straight tip has a 50 [mu] m. The inner side portion (central side portion) of the straight tip portion is formed such that one side surface portion is tapered, and the taper angle θ 3 is 20 degrees.

図5は、ダイヤモンド焼結体の表面付近の様子を模式的に示した概略図である。図5に示すように、焼結助剤86によりダイヤモンド焼結体80は高密度にダイヤモンド砥粒(ダイヤモンド粒子)82同士が相互に結合した状態となっている。このダイヤモンド焼結体80の表面には微小な凹み(凹部)からなる切れ刃(微小切刃)84が形成される。この凹み84は、ダイヤモンド焼結体80を機械的に加工することによってコバルトなどの焼結助剤86が選択的に摩耗することによって形成されるものである。ダイヤモンド焼結体80は砥粒密度が高いため、焼結助剤86が摩耗したところに形成される凹みは微小なポケット状になり、電鋳ブレードのように鋭利なダイヤモンド砥粒の突き出しはない(図21参照)。このため、ダイヤモンド焼結体80の表面に形成される凹みは、ワークWを切断加工する際に生じる切り屑を搬送するポケットとして機能するとともに、ワークWに対して切り込みを与える切れ刃84として機能する。これにより、切り屑の排出性が向上するとともに、ワークWに対するブレード26の切り込み深さを高精度に制御することが可能となる。   FIG. 5 is a schematic view schematically showing a state near the surface of the diamond sintered body. As shown in FIG. 5, the diamond sintered body 80 is in a state in which diamond abrasive grains (diamond particles) 82 are mutually bonded by the sintering aid 86 at a high density. On the surface of the diamond sintered body 80, a cutting edge (small cutting edge) 84 composed of a minute dent (recess) is formed. The recess 84 is formed by mechanically processing the diamond sintered body 80 to selectively wear the sintering aid 86 such as cobalt. Since the diamond sintered body 80 has a high abrasive grain density, the dent formed when the sintering aid 86 is worn becomes a small pocket, and there is no protrusion of a sharp diamond abrasive grain like an electroformed blade. (See FIG. 21). For this reason, the dent formed on the surface of the diamond sintered body 80 functions as a pocket for transporting chips generated when the work W is cut, and also functions as a cutting edge 84 that cuts the work W. I do. This makes it possible to improve the dischargeability of chips and to control the cutting depth of the blade 26 with respect to the work W with high accuracy.

ここで、本実施形態のブレード26について更に詳しく説明する。   Here, the blade 26 of the present embodiment will be described in more detail.

本実施形態のブレード26は、図5に示したように、焼結助剤86を用いてダイヤモンド砥粒82を焼結して形成されたダイヤモンド焼結体80により一体的に構成される。このため、ダイヤモンド焼結体80の隙間にはごくわずかに焼結助剤86が存在するが、焼結助剤はダイヤモンド砥粒自体の中にも拡散しており、実際はダイヤモンド同士が強固に結合する形態となる。この焼結助剤86はコバルトやニッケル等が使用され、ダイヤモンドと比較すると硬度的に低い。そのため、ダイヤモンド同士が結合するとはいえ、焼結助剤がリッチな部分は単結晶ダイヤモンドと比較すると少し強度的に弱くなる。こうした部分がワークWを加工する際に摩耗して目減りし、ダイヤモンド焼結体80の表面(基準平面)に対して適度な凹みとなる。また、ダイヤモンド焼結体80を摩耗処理加工することで、ダイヤモンド焼結体80の表面には焼結助剤が除去された凹みが形成される。また、GC(グリーンカーボランダム)の目立て用砥石で目立てを行うか、場合によっては硬い脆性材料である超硬合金を切断することで、焼結助剤のほかに一部のダイヤモンドが欠落して、ダイヤモンド焼結体の外周部に適度な粗さが形成される。この外周部の粗さを、ダイヤモンド粒径よりも大きくすることで、一つの切れ刃内で微小なダイヤモンド砥粒の欠落が起こり、切れ刃の摩滅が起こりにくくなる。   As shown in FIG. 5, the blade 26 of the present embodiment is integrally formed of a diamond sintered body 80 formed by sintering diamond abrasive grains 82 using a sintering aid 86. For this reason, the sintering aid 86 is very slightly present in the gaps between the diamond sintered bodies 80, but the sintering aid is also diffused into the diamond abrasive grains itself, and in fact, the diamonds are strongly bonded to each other. It becomes a form to do. The sintering aid 86 is made of cobalt, nickel or the like, and has a lower hardness than diamond. Therefore, although the diamonds are bonded to each other, the portion where the sintering aid is rich is slightly weaker in strength as compared with the single crystal diamond. These portions are worn and reduced when the work W is processed, and become moderate recesses with respect to the surface (reference plane) of the diamond sintered body 80. Further, by subjecting the diamond sintered body 80 to a wear treatment, a dent in which the sintering aid has been removed is formed on the surface of the diamond sintered body 80. In addition, by dressing with a grinding wheel of GC (green carborundum) or cutting hard metal which is a hard brittle material in some cases, in addition to the sintering aid, some diamond is missing. Then, an appropriate roughness is formed on the outer peripheral portion of the diamond sintered body. By making the roughness of the outer peripheral portion larger than the diamond particle diameter, minute diamond abrasive grains are missing in one cutting edge, and the cutting edge is less likely to be worn.

ダイヤモンド焼結体80の表面に形成された凹みは延性モードでの加工にとって有利に作用する。すなわち、この凹みは、前述したように、ワークWを切断加工する際に生じる切り屑を排出するためのポケットとして機能するとともに、ワークWに対して切り込みを与える切れ刃84として機能する。このため、ワークWへの切り込み量は自ずと所定範囲に制限され、致命的な切り込みを与えることはない。   The depression formed on the surface of the diamond sintered body 80 works advantageously for processing in the ductile mode. That is, as described above, the recess functions as a pocket for discharging chips generated when the work W is cut, and also functions as the cutting edge 84 that cuts the work W. For this reason, the cut amount to the work W is naturally limited to a predetermined range, and a fatal cut is not given.

また、本実施形態のブレード26によれば、ダイヤモンド焼結体80で一体的に構成されるので、ダイヤモンド焼結体80の表面に形成される凹みの数やピッチ、その幅についても恣意的に調整することが可能となる。   Further, according to the blade 26 of the present embodiment, the number, pitch, and width of the dents formed on the surface of the diamond sintered body 80 are arbitrarily determined because they are integrally formed with the diamond sintered body 80. It can be adjusted.

すなわち、本実施形態のブレード26を構成するダイヤモンド焼結体80は焼結助剤86を用いてダイヤモンド砥粒82が相互に結合されたものである。このため、相互に結合しているダイヤモンド砥粒82の間には焼結助剤86があり粒界が存在する。この粒界部分が凹みに相当するため、ダイヤモンド砥粒82の粒径(平均粒子径)を設定することで、自ずと凹みのピッチ、個数が定まることになる。また、軟質金属を使用した焼結助剤86を使用することで選択的な凹み加工ができるようになり、焼結助剤86を選択的に摩耗させることも可能となる。また、その粗さについても、ブレード26を回転させながら、摩耗処理やドレッシング処理を設定することにより、その粗さを調整することが可能となる。すなわち、ダイヤモンド砥粒82の粒径の選択に伴って形成される粒界のピッチによって、ダイヤモンド焼結体80の表面に形成される凹みからなる切れ刃84のピッチや幅、深さ、個数を調整することが可能となる。こうした切れ刃84のピッチや幅、深さ、個数は延性モードの加工を行う上で重要な役割を果たす。   That is, the diamond sintered body 80 constituting the blade 26 of the present embodiment is one in which the diamond abrasive grains 82 are mutually bonded using the sintering aid 86. Therefore, there is a sintering aid 86 between the mutually bonded diamond abrasive grains 82, and a grain boundary exists. Since the grain boundary portion corresponds to a depression, the pitch and number of the depressions are naturally determined by setting the particle diameter (average particle diameter) of the diamond abrasive grains 82. Further, by using the sintering aid 86 using a soft metal, selective dent processing can be performed, and the sintering aid 86 can be selectively worn. In addition, the roughness can be adjusted by setting the abrasion process and the dressing process while rotating the blade 26. That is, the pitch, width, depth, and number of the cutting edges 84 formed of the dents formed on the surface of the diamond sintered body 80 are determined by the pitch of the grain boundaries formed according to the selection of the particle diameter of the diamond abrasive grains 82. It can be adjusted. The pitch, width, depth, and number of the cutting edges 84 play an important role in performing ductile mode processing.

このように本実施形態によれば、ダイヤモンド砥粒82の粒径の選択と摩耗処理、ドレッシング処理という制御性の良いパラメータを適宜調整することによって、精度よく結晶の粒界に沿って所望の切れ刃84の間隔を達成できる。また、ブレード26の外周部には、ダイヤモンド焼結体80の表面に形成された凹みからなる切れ刃84が周方向に沿って一直線状に並べることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, by selecting the particle size of the diamond abrasive grains 82 and appropriately adjusting parameters having good controllability such as abrasion treatment and dressing treatment, desired cutting along the crystal grain boundaries can be accurately performed. The spacing of the blades 84 can be achieved. Further, on the outer peripheral portion of the blade 26, the cutting edges 84 formed of dents formed on the surface of the diamond sintered body 80 can be arranged in a straight line along the circumferential direction.

ここで、比較として、ダイヤモンド砥粒を焼結したホイールに関し、類似するものとしてスクライビングに使用されるホイールがあるが、スクライビングホイールとの混同を避けるため、あえて違いに触れておく。   Here, as a comparison, a wheel used for scribing is similar to a wheel obtained by sintering diamond abrasive grains, but a difference is intentionally described in order to avoid confusion with a scribing wheel.

スクライビングに使用されるホイールは、例えば、特開2012-030992号公報などに示される。上記文献には、焼結ダイヤモンドで形成され、円環状の刃が外周部に刃先を有したホイールが開示されている。スクライビングと本発明のダイシングは、両者とも材料を分断する技術で同じ部類にあると捉えられがちだが、その加工原理や、その加工原理に伴って具体構成は全く異なる。   Wheels used for scribing are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-030992. The above-mentioned document discloses a wheel formed of sintered diamond and having an annular blade having a cutting edge on an outer peripheral portion. Although scribing and dicing of the present invention are both considered to be of the same class in the technique of dividing a material, the processing principle and the specific configuration are completely different according to the processing principle.

まず、上記文献と本発明との決定的な違いとして、上記文献のスクライビングとは、上記文献段落[0020]に記載されるように、脆性材料で形成された基板の表面にスクライビングライン(縦割れ)を入れる装置であり、スクライビングにより垂直方向に伸びる垂直クラックが発生する(上記文献段落[0022]参照)。このクラックを利用して割断する。   First, as a decisive difference between the above document and the present invention, scribing of the above document is, as described in paragraph [0020] of the above document, a scribing line (longitudinal crack) formed on the surface of a substrate formed of a brittle material. ), And a vertical crack is generated in the vertical direction by scribing (see paragraph [0022] of the above-mentioned document). Cleavage is performed using this crack.

それに対して、本発明は、クラックやチッピングを発生させずに材料をせん断的に除去する加工方法として原理が全く異なる。具体的には、ブレード自体が高速回転し、ワーク面に対してほとんど水平方向に作用してワークを除去していくため、ワークの垂直方向へは応力はかからない。また、その切込み深さは材料の変形域内にとどめ、クラックが発生しない切込み深さで加工するため、結果として加工後はクラックのない面が得られる。以上から、加工原理が全く異なる。   In contrast, the principle of the present invention is completely different as a processing method for removing a material in a shearing manner without generating cracks and chipping. Specifically, since the blade itself rotates at high speed and acts almost horizontally on the work surface to remove the work, no stress is applied in the vertical direction of the work. In addition, the depth of cut is kept within the deformation range of the material, and processing is performed at a cut depth where cracks do not occur. As a result, a surface without cracks is obtained after processing. From the above, the processing principle is completely different.

以上の加工原理の違いに照らして、ブレードの仕様における具体的な違いを以下に列挙する。   In light of the above differences in processing principles, specific differences in blade specifications are listed below.

・(刃先頂角の点)
スクライビングは、材料内部にクラックを発生させるだけであるため、材料内にほとんど入り込まない。刃先の稜線のみを作用させるため、刃先角は鈍角(上記文献段落[0070]参照)であることが普通である。鋭角ましてや20度以下とすることは、捩りによる欠損などを考慮すると到底考えられない。
・ (Point of tip angle)
Scribing hardly penetrates into the material because it only cracks inside the material. Since only the ridgeline of the cutting edge acts, the cutting edge angle is usually an obtuse angle (see paragraph [0070] in the above-mentioned document). It is hardly conceivable that the angle is set to an acute angle or 20 degrees or less in consideration of a loss due to torsion.

それに対して、ダイシングは材料内部に入り込んで入り込んだ部分を除去していくため、刃先はストレートか、せいぜい刃の頂角は、ブレード進行方向におけるダイシング抵抗による座屈を考慮した程度にV字である程度である。最大でも頂角は20度以下である。   On the other hand, dicing penetrates into the material and removes the penetrated part, so the blade tip is straight or at most the apex angle of the blade is V-shaped to the extent that buckling due to dicing resistance in the blade advancing direction is considered. To some extent. At most, the apex angle is less than 20 degrees.

また、20度以上の頂角とすると、切断後の断面が斜めになってしまって断面積が増大するほか、加工のメカニズム的にも、ブレード先端が切り進める要素よりも、ブレードの側面で研削する体積が増えることになる。その結果、加工の効率性が低下し、時として加工が進行しない。ダイシングの場合、ブレード外周に切れ刃を形成し、先端の切れ刃で効率よく切り進めていく一方で、ブレード側面はワークとの潤滑性を向上させて、研削する量を低下させながら鏡面化することが求められる。ブレードの側面で研削する量が多くなると、側面での研削量が必然的に多くなり、切断後の断面が鏡面化できなくなる。よって、ダイシングではストレート形状が最も望ましいが、最低でもブレードが座屈しない程度に極小さくV字であるのがよく、せいぜい20度以下である。   Also, if the apex angle is 20 degrees or more, the cross section after cutting becomes oblique and the cross-sectional area increases, and in terms of processing mechanism, the side of the blade is ground more than the element that the blade tip advances. The volume to be used will increase. As a result, processing efficiency is reduced, and processing sometimes does not proceed. In the case of dicing, a cutting edge is formed on the outer periphery of the blade, and cutting is efficiently performed with the cutting edge at the tip. On the other hand, the blade side surface is improved in lubricity with the work, and is mirror-finished while reducing the amount of grinding. Is required. When the amount of grinding on the side surface of the blade increases, the amount of grinding on the side surface necessarily increases, and the cross section after cutting cannot be mirror-finished. Therefore, a straight shape is most desirable in dicing, but it is preferable that the blade be extremely small and V-shaped at least so as not to buckle the blade, and at most 20 degrees or less.

・(材料組成の点)
スクライビングは、ホイールがワークに当接させられた状態(食い込んだ状態)で進行方向が変化すると捩りの応力によって刃先が欠損することがある。そのため、同じダイヤモンドの焼結体であったとしてもダイヤモンドの重量%を65%〜75%としている。その結果、耐摩耗性、耐衝撃性だけでなく耐捩り強度特性を向上させている。ダイヤモンドの重量%を75%以上とすると、ホイールの硬度自体は上昇するが、耐捩り強度が低下する。よって比較的ダイヤモンド含有量は少なく設定される。
・ (Point of material composition)
In scribing, if the traveling direction changes in a state where the wheel is in contact with the work (biting state), the blade edge may be broken by torsional stress. Therefore, even if the same diamond sintered body is used, the weight percentage of diamond is set to 65% to 75%. As a result, not only wear resistance and impact resistance but also torsional strength characteristics are improved. If the weight percent of diamond is 75% or more, the hardness of the wheel itself increases, but the torsional strength decreases. Therefore, the diamond content is set relatively small.

それに対して、ダイシングはブレードが高速回転して材料を一定量除去しながら直線的に進む。そのため、捩りの応力はかからない。その代わり、ダイヤモンド含有量が少ない場合、切り込んだ際に、みかけの硬度が低下してしまうため、ワークからの反力や、ブレードの切れ刃が切込む時間内にワークが弾性回復してしまい、所定の切込み深さを維持できない場合がある。そのため、ダイシングの場合、ブレードの硬度はワークの硬度と比べて、跳ね返りが起こらず所定の切込みのまま切り進めることができるよう、十分大きい。延性モードで材料の変形域内で、加工時の切れ刃作用時間内における弾性回復を許さず加工を進行させる上では、単結晶ダイヤモンド(ヌープ硬度で10000程度)と同等の表面硬度が必要となり、ヌープ硬度で約8000程度は必要となる。結果としてダイヤモンド含有量は80%以上は必要となる。ただし、ダイヤモンド含有量が98%以上になると、焼結助剤の割合が極端に減るためダイヤモンド同士の結合力が弱くなり、ブレードそのものの靭性が低下して脆くて欠けやすくなる。よって、ダイヤモンド含有量は80%以上が必要であり、実用的な点を加味すると、98%以下とする方が望ましい。   Dicing, on the other hand, proceeds linearly while the blade rotates at high speed to remove a certain amount of material. Therefore, no torsional stress is applied. Instead, when the diamond content is small, the apparent hardness decreases when cutting, so the reaction force from the work and the work elastically recovers within the cutting time of the cutting edge of the blade, In some cases, the predetermined depth of cut cannot be maintained. For this reason, in the case of dicing, the hardness of the blade is sufficiently larger than the hardness of the work so that the blade can be cut with a predetermined cut without rebound. In the ductile mode, within the deformation range of the material, in order to allow processing to proceed without allowing elastic recovery within the cutting edge action time during processing, surface hardness equivalent to single crystal diamond (about 10000 in Knoop hardness) is required, and Knoop About 8000 in hardness is required. As a result, a diamond content of 80% or more is required. However, when the diamond content is 98% or more, the ratio of the sintering aid is extremely reduced, so that the bonding force between diamonds is weakened, the toughness of the blade itself is reduced, and the blade itself is brittle and easily chipped. Therefore, the diamond content needs to be 80% or more, and considering the practical point, it is more preferable to be 98% or less.

以上から、スクライビングホイールに使用されるPCDと本発明のダイシングブレードに使用するPCDは、材料としては同種であったとしても、その加工原理が全く異なるため、求められるPCDの組成、具体的にはダイヤモンド含有量は全く異なるものとなる。   From the above, the PCD used for the scribing wheel and the PCD used for the dicing blade of the present invention, even if they are of the same material, have completely different processing principles, so the required PCD composition, specifically, The diamond content will be quite different.

・(ホイール構造と基準面の点)
さらにホイールの構造が異なる。スクライビングホイールはホルダを有しており、ホルダはスクライビングホイールを回転自在に保持する要素である。ホルダは、主としてピンと支持枠体を有するので、ピンの部分(軸の部分)は回転しない。ホイールの内径部が軸受になり、軸であるピンの部分と、相対的に擦れることによって回転し、材料表面に垂直方向のスクライビングライン(縦割れ)を形成する。
・ (Point of wheel structure and reference plane)
Furthermore, the structure of the wheel is different. The scribing wheel has a holder, and the holder is an element that rotatably holds the scribing wheel. Since the holder mainly has the pin and the support frame, the pin portion (shaft portion) does not rotate. The inner diameter portion of the wheel serves as a bearing, and rotates by rubbing against the pin portion, which is a shaft, to form a vertical scribing line (vertical crack) on the surface of the material.

それに対して、本発明に係るブレードは、回転するスピンドルにブレードは同軸で取り付ける。スピンドルとブレードは一体的に高速回転させる。ブレードはスピンドル軸に対して垂直に取り付ける必要があり、回転による振れをなくする必要がある。   In contrast, in the blade according to the present invention, the blade is coaxially mounted on the rotating spindle. The spindle and the blade are integrally rotated at a high speed. The blade must be mounted perpendicular to the spindle axis, and it is necessary to eliminate run-out due to rotation.

そのため、ブレードには基準平面が存在する。ブレードに存在する基準面は、スピンドルに予め垂直に取り付けたフランジの基準端面と当接させて固定する。これにより、ブレードのスピンドル回転軸に対する垂直度が確保される。この垂直度が確保されて初めて、ブレードが回転することによって外周部に形成される切れ刃がワークに対して一直線状に作用することになる。   Therefore, the blade has a reference plane. The reference surface present on the blade is fixed in contact with the reference end surface of a flange previously mounted vertically on the spindle. This ensures the perpendicularity of the blade to the spindle rotation axis. Only when this verticality is secured, the cutting edge formed on the outer peripheral portion by the rotation of the blade acts on the workpiece in a straight line.

また、スクライビングの場合の基準面は、円板ブレードの軸と平行な円筒面で、ブレードを垂直に押圧することを前提にして規定している。しかしながら、本発明に係るブレードにおけるブレードの基準面は、先に述べたように、スピンドルのフランジに対向するブレードの側部端面(円板面)である。ブレードの基準面を、ブレードの側面(円板面)とすることで、ブレードはブレード中心に対してバランスが取れた状態で精度よく回転する。従って、ブレード先端に形成された切れ刃は、ブレードが高速回転していても、ブレード中心を基準にして一定半径位置で定義される所定の高さ位置で精度よく切れ刃が作用し、所定高さのワークに対しても垂直な応力を与えることなく、ワーク面に対して水平に切れ刃が作用して除去していくだけである。そのため、ワークが脆性材料であっても、ワーク面に対して垂直応力によってクラックを及ぼすことは一切ない。   The reference surface in the case of scribing is a cylindrical surface parallel to the axis of the disk blade, and is defined on the assumption that the blade is pressed vertically. However, the reference surface of the blade in the blade according to the present invention is, as described above, the side end surface (disk surface) of the blade facing the flange of the spindle. By setting the reference surface of the blade to the side surface (disc surface) of the blade, the blade rotates accurately with respect to the center of the blade. Therefore, even when the blade is rotating at a high speed, the cutting edge formed at the tip of the blade acts accurately at a predetermined height position defined by a constant radius position with respect to the blade center, and a predetermined height is obtained. The cutting edge acts only horizontally on the work surface without applying a vertical stress to the work, and the work is simply removed. Therefore, even if the work is a brittle material, no crack is caused by the normal stress on the work surface.

・(加工原理の点)
この垂直方向にクラックを与えて加工するか、それとも一切クラックを発生させることなく加工するかが、スクライビングと本発明に係るダイシングとの決定的に異なる原理の違いである。
・ (Point of processing principle)
Whether the processing is performed by applying a crack in the vertical direction or processing without generating any crack is the difference between scribing and the dicing according to the present invention, which are crucially different principles.

・(外周刃の溝の役割)
また、スクライビングは表面だけにスクライバーの垂直応力によって押圧してスクライビングラインをつける。スクライビングの場合の外周刃の溝の役割は、ホイールの刃先の突起部が脆性材料基板に当接しつつ(食い込みつつ)、材料に垂直なクラックを発生させるためのものである(上記文献段落[0114]参照)。すなわち、溝以外の部分が、材料に食い込んで垂直クラックを及ぼす程度のスクライビングラインをつけることができるような溝である。よって、溝というよりも、溝と溝の間の山部分が材料にどのように食い込むかが重要になる。
・ (Role of outer peripheral groove)
In the scribing, a scribing line is formed by pressing only the surface by the vertical stress of the scriber. The role of the groove of the outer peripheral blade in the case of scribing is to generate a crack perpendicular to the material while the protrusion of the cutting edge of the wheel abuts (bites) on the brittle material substrate (see paragraph [0114] ]reference). That is, the groove other than the groove can be provided with a scribing line to the extent that the material can cut into the material and cause a vertical crack. Therefore, it is more important how the crests between the grooves bite into the material than the grooves.

それに対して、ダイシングの場合は、外周端部に設けられる凹部は、切れ刃の役割を果たす。凹部と凹部の間の部分は、外周の輪郭を形成し、その間に設けられる切れ刃がワーク表面に対してクラックを及ぼさない程度の臨界切込み深さとするように設定される。よって、ダイシングの場合は切れ刃を形成する必要がある。   On the other hand, in the case of dicing, the concave portion provided at the outer peripheral end portion serves as a cutting edge. The portion between the concave portions forms an outer peripheral contour, and is set so that the cutting edge provided therebetween has a critical cutting depth that does not cause cracks on the work surface. Therefore, in the case of dicing, it is necessary to form a cutting edge.

また、スクライビングの場合の溝深さは、スクライビングラインをつけるための食い込み量を与える程度に溝深さを形成するが、ダイシングの場合は、ワーク内に入り込んで、一つ一つの切れ刃でワークを研削除去していかなければならない。そのため、ブレード先端は完全にワーク内に入り込みつつ、ブレードの振れは許されず、材料の奥深くまでワーク面に対して垂直に切れ刃を作用させなければならない。   In the case of scribing, the groove depth is formed to the extent that it gives a bite amount for making a scribing line, but in the case of dicing, it enters into the work and works with each cutting edge. Must be removed by grinding. For this reason, while the blade tip completely enters the work, the blade is not allowed to oscillate, and the cutting edge must be applied vertically to the work surface to a deep part of the material.

本発明に係るブレードの場合は、外周端部に一定間隔の凹部の切れ刃を有する。その切れ刃間隔は後に示すとおり、一つの切れ刃が与える臨界切込み深さが、クラックを及ぼさない程度であればよい。そのためには、切れ刃間隔を適正に保つ必要がある。   In the case of the blade according to the present invention, the outer peripheral end has a cutting edge of a concave portion at a constant interval. As shown later, the cutting edge interval may be such that the critical cutting depth given by one cutting edge does not cause a crack. For that purpose, it is necessary to keep the cutting edge interval properly.

また、スクライビングホイールは、スクライビングホールが脆性材料と当接したままスクライビングホイールの刃先の向きが90度変更させられ、これをキャスター効果と呼ぶ。   In the scribing wheel, the direction of the cutting edge of the scribing wheel is changed by 90 degrees while the scribing hole is in contact with the brittle material, and this is called a caster effect.

ダイシングブレードでは、刃は材料内に入り込んでいるため、刃先の向きを90度変更することはできない。例えば、ストレート形状や頂角が20度以下のダイシングブレードで当接させながら刃先を変更させれば刃は折れてしまう。   With a dicing blade, the blade cannot penetrate the material, so the direction of the blade edge cannot be changed by 90 degrees. For example, if the cutting edge is changed while making contact with a straight shape or a dicing blade having an apex angle of 20 degrees or less, the blade will break.

なお、軟質金属からなる焼結助剤86を用いて焼結されたダイヤモンド焼結体80の場合、その表面に凹みを形成する方法としては摩耗処理やドレッシング処理などが最も適しているが、これに限らない。例えば、コバルトやニッケルのような焼結助剤が用いられる場合、酸系のエッチングにより化学的に部分溶解することで、ダイヤモンド焼結体80の表面に凹みを形成することも可能である。   In the case of a diamond sintered body 80 sintered using a sintering aid 86 made of a soft metal, abrasion treatment or dressing treatment is most suitable as a method for forming a dent on the surface thereof. Not limited to For example, when a sintering aid such as cobalt or nickel is used, it is also possible to form a depression on the surface of the diamond sintered body 80 by partially dissolving it chemically by acid-based etching.

これに対して、従来の電鋳ブレードでは、ダイヤモンド砥粒自体が切れ刃の役割を果たすが、その切れ刃のピッチや幅などを調整するためには、初期にダイヤモンド砥粒を分散させる分散度合いに頼らざるを得ないため技術的に困難である。すなわち、ダイヤモンド砥粒の分散という曖昧さを多く含み、実質的には制御することができない。また、ダイヤモンド砥粒の分散が不十分で凝集している部分が存在したり、分散しすぎて疎らな部分があったりしても、これを恣意的に調整することは困難である。このように従来の電鋳ブレードでは、切れ刃の配列を制御することは不可能である。   In contrast, in conventional electroformed blades, the diamond abrasive grains themselves serve as cutting edges, but in order to adjust the pitch and width of the cutting edges, the degree of dispersion in which diamond abrasive grains are initially dispersed is adjusted. It is technically difficult to rely on That is, it contains a lot of ambiguity of dispersion of diamond abrasive grains, and cannot be substantially controlled. In addition, even if there is a portion where diamond abrasive grains are insufficiently dispersed and agglomerated, or if there is a sparse portion due to excessive dispersion, it is difficult to arbitrarily adjust these. As described above, with the conventional electroformed blade, it is impossible to control the arrangement of the cutting edges.

また、従来の電鋳ブレードにおいて、ミクロンオーダのダイヤモンド砥粒を一つ一つ人為的に配列することは現状の技術にはなく、効率よく切れ刃を一直線状に整列させて配列することはほとんど不可能である。また、切れ刃の密な部分と疎な部分が混在し切れ刃の配列を実質的に制御できない従来の電鋳ブレードでは、ワークWに対する切り込み量を制御することは困難であり、原理的に延性モードの加工を行うことはできない。   Also, in conventional electroformed blades, it is not the present technology to artificially arrange diamond abrasive grains of micron order one by one, and it is almost impossible to efficiently arrange the cutting edges in a straight line. Impossible. In addition, with a conventional electroformed blade in which a dense portion and a sparse portion of the cutting edge are mixed and the arrangement of the cutting edge cannot be substantially controlled, it is difficult to control a cutting amount with respect to the work W, and in principle, ductility is increased. Mode machining cannot be performed.

本実施形態のブレード26において、ダイヤモンド焼結体に含有されるダイヤモンド砥粒の平均粒子径は25μm以下(より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは5μm以下)であることが好ましい。   In the blade 26 of the present embodiment, the average particle size of the diamond abrasive grains contained in the diamond sintered body is preferably 25 μm or less (more preferably 10 μm or less, and still more preferably 5 μm or less).

本発明者が行った実験結果によれば、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径が50μmの場合、ウェーハ材料がSiCでは0.1mmの切り込み量でダイシングした場合にクラックが生じた。おそらくダイヤモンドが脱落したことが要因である。50μm以上のダイヤモンド平均粒子径で焼結した場合、ダイヤモンド粒子同士が密着する面積が小さくなり、局所的な面積で大きい粒子同士を結合させることになる。そのため、材料の組成的な点で耐衝撃性に非常に弱くなり欠けやすいという欠点を持つ。局所的な衝撃で50μm以上の単位でダイヤモンドが脱落してしまうと、その脱落をきっかけに非常に大きい切れ刃が形成される。その場合、孤立した切れ刃として所定の臨界切込み深さ以上の切込み深さを与えることになり、結果的にチッピングやクラックを発生させてしまうことが確率的に極めて高くなる。また、50μm程度のダイヤモンドが脱落すると、残された部分の切れ刃が大きくなることのみならず、その脱落したダイヤモンド砥粒そのものが、ワークとブレードの間に絡まって、さらにクラックを及ぼすこともある。25μm以下の微粒子であればそうしたクラックが
定常的に起こる結果は得られていない。
According to the results of experiments conducted by the present inventor, when the average particle diameter of the diamond abrasive grains was 50 μm, cracks occurred when the wafer material was diced with a notch amount of 0.1 mm for SiC. Probably because of the diamond drop. In the case of sintering with a diamond average particle diameter of 50 μm or more, the area where diamond particles adhere to each other becomes small, and large particles are bonded together in a local area. Therefore, there is a disadvantage that the material is very weak in impact resistance and easily chipped in terms of the composition of the material. When diamond falls off in units of 50 μm or more due to local impact, a very large cutting edge is formed due to the falling off. In that case, a cutting depth greater than a predetermined critical cutting depth is given as an isolated cutting edge, and as a result, chipping and cracking are extremely likely to occur. Also, when the diamond of about 50 μm falls off, not only the cutting edge of the remaining portion becomes large, but the dropped diamond abrasive grain itself becomes entangled between the work and the blade, and may further crack. . With fine particles of 25 μm or less, the result that such cracks occur constantly has not been obtained.

図6は、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径が50μmのブレードにより溝入れ加工を行った場合のワーク表面の様子を示し、クラックが発生している事例を示す。   FIG. 6 shows a state of a work surface when grooving is performed by a blade having an average particle diameter of diamond abrasive grains of 50 μm, and shows a case where cracks are generated.

また、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径を50μm、25μm、10μm、5μm、1μm、0.5μm の各々としたブレードにより溝入れ加工を行った場合のクラック又はチッピングの発生率を評価した結果を表2に示す。評価結果は、A、B、C、Dの順にクラック又はチッピングの発生率が高くなることを示す。その他の条件については以下の通りである。   Table 2 shows the results of evaluation of the incidence of cracks or chipping when grooving was performed using blades having an average particle diameter of diamond abrasive grains of 50 μm, 25 μm, 10 μm, 5 μm, 1 μm, and 0.5 μm. Show. The evaluation results show that the rate of occurrence of cracks or chipping increases in the order of A, B, C, and D. Other conditions are as follows.

・ 標準評価条件:SiC基板(4H)(六方晶)
・ スピンドル回転数:20000rpm
・ 送り速度:1mm/s
・ 切込み深さ:100μm
・ 評価指針:10μm以上のチッピングがあるかないかで評価。(理想的には完全にチッピングがないこと。)
-Standard evaluation conditions: SiC substrate (4H) (hexagonal)
・ Spindle speed: 20000rpm
・ Feeding speed: 1mm / s
・ Depth of cut: 100μm
・ Evaluation guideline: Evaluate whether there is chipping of 10μm or more. (Ideal to be completely free of chipping.)

また、サファイアでは0.2μmの切込みでクラックが生じた。石英、シリコンでも同様な切り込みでクラックが発生した。   In addition, in sapphire, cracks occurred at a depth of 0.2 μm. Cracks were also generated in quartz and silicon by similar cuts.

さらに、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径が50μmの場合、ブレードの刃厚(ブレード外周端部の厚み)を50μm以下にすることも難しく、ブレード26を製作する際にブレード26の外周部で刃欠けが多い。また、100μm(0.1mm)の刃厚でブレードを製作しようとしても、大きな空隙がある部分もあり、さらに、少しの衝撃で割れてしまうこともあり、現実的にブレードを安定して製作することは困難であった。   Further, when the average particle diameter of the diamond abrasive grains is 50 μm, it is also difficult to reduce the blade thickness (thickness of the outer peripheral edge portion) of the blade to 50 μm or less. There are many. Also, even if you try to manufacture a blade with a blade thickness of 100μm (0.1mm), there is a part with a large gap, and it may be broken by a slight impact. Was difficult.

一方、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径が25μm、5μm、1μm、0.5μmの場合には、SiC、サファイア、石英、及びシリコンの各脆性材料でも、平均粒子径が50μmの場合と同様の切り込みを行ってもクラックは発生しなかった。すなわち、これらの脆性材料では、ダイヤモンド砥粒の平均粒子径が50μmではサブミクロンオーダの切り込みでクラックが発生し、それ以上の平均粒子径のダイヤモンド砥粒が用いられる場合には、必然的に切り込みが大きくなり、致命的なクラックを招くことになる。これに対し、平均粒子径が25μm以下(より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは5μm以下)のダイヤモンド砥粒が用いられる場合には、切り込みを小さく抑えることができ、高精度な切り込み深さの制御が可能となる。   On the other hand, when the average particle diameter of the diamond abrasive grains is 25 μm, 5 μm, 1 μm, and 0.5 μm, the same cutting is performed on each brittle material of SiC, sapphire, quartz, and silicon as when the average particle diameter is 50 μm. No cracks occurred. That is, in these brittle materials, cracks occur at submicron-order cuts when the average particle size of diamond abrasive grains is 50 μm, and when diamond abrasive grains with an average particle size larger than that are used, cuts are inevitable. And a fatal crack is caused. On the other hand, when diamond abrasive grains having an average particle diameter of 25 μm or less (more preferably 10 μm or less, and still more preferably 5 μm or less) are used, the depth of cut can be suppressed and the depth of cut can be controlled with high accuracy. Becomes possible.

なお、本実験の一般的な加工条件としては、ブレード外径50.8mm、ウェーハサイズ2インチ、切り込み10μm溝入れ、スピンドル回転数20,000rpm、テーブル送り速度5mm/sである。   The general processing conditions in this experiment are as follows: blade outer diameter 50.8 mm, wafer size 2 inches, incision 10 μm grooving, spindle rotation speed 20,000 rpm, table feed speed 5 mm / s.

このように構成されるブレード26の製造方法としては、タングステンカーバイドを主成分とする基台の上にダイヤモンド微粉末を置いて型に入れる。次いで、この型の中に焼結助剤としてコバルト等の溶媒金属(焼結助剤)を添加する。次いで、5GPa以上の高圧、且つ、1300℃以上の高温雰囲気下で焼成・焼結する。これにより、ダイヤモンド砥粒同士が直接相互に結合し、非常に強固なダイヤモンドのインゴットが形成される。このようにして、例えば、直径60mmサイズで焼結ダイヤモンド層(ダイヤモンド焼結体)が0.5mm、タングステンカーバイド層が3mmの円柱インゴットを得ることができる。タングステンカーバイド上に形成されたダイヤモンド焼結体としては、住友電工ハードメタル社製DA200等がある。ダイヤモンド焼結体だけを取り出し、ブレード基材を所定形状に外周摩耗処理ないしはドレッシング処理加工を施すことにより、本実施形態のブレード26を得ることができる。なお、円柱インゴットのダイヤモンド表面(切刃部40を除く)は、回転時を振れをなくすための基準面形成としてスカイフ研磨(scaif、研磨用円盤)を行うことにより、表面粗さ(算術平均粗さRa)0.1μm程度の鏡面に加工しておくことが好ましい。   As a method of manufacturing the blade 26 configured as described above, a diamond fine powder is placed on a base mainly composed of tungsten carbide and put into a mold. Next, a solvent metal (sintering aid) such as cobalt is added as a sintering aid into the mold. Next, firing and sintering are performed under a high pressure of 5 GPa or more and a high temperature atmosphere of 1300 ° C. or more. As a result, the diamond abrasive grains are directly bonded to each other, and a very strong diamond ingot is formed. In this way, for example, a cylindrical ingot having a diameter of 60 mm, a sintered diamond layer (diamond sintered body) of 0.5 mm, and a tungsten carbide layer of 3 mm can be obtained. Examples of the diamond sintered body formed on tungsten carbide include DA200 manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Corporation. The blade 26 of the present embodiment can be obtained by taking out only the diamond sintered body and subjecting the blade base material to an outer peripheral wear treatment or a dressing processing into a predetermined shape. The diamond surface (excluding the cutting edge portion 40) of the cylindrical ingot is subjected to skiff polishing (scaif, a polishing disk) as a reference surface for eliminating runout during rotation, thereby obtaining a surface roughness (arithmetic mean roughness). Ra) It is preferable to process the mirror surface to about 0.1 μm.

ここで、上記製造方法における摩耗処理・ドレッシング処理は、次のような条件とすることができる。   Here, the abrasion treatment / dressing treatment in the above-described manufacturing method can be performed under the following conditions.

摩耗処理としては、次の条件などがある。   The conditions for the wear treatment are as follows.

・ ブレード回転数:10000rpm
・ 送り速度:5mm/s
・ ワーク加工対象:石英ガラス(ガラス材料)
・ 加工処理時間:30分間
・ 上記処理により、わずかに1〜2μm程度のコバルト焼結助剤が除去されて凹みが形成された。さらに、非常に薄いエッチング液(弱酸系)を薄く塗って純水供給なしにドライ環境で処理することでさらに凹みが深くなった。
・ Blade rotation speed: 10,000rpm
・ Feeding speed: 5mm / s
・ Workpiece processing target: Quartz glass (glass material)
-Processing time: 30 minutes-By the above processing, a cobalt sintering aid of about 1 to 2 µm was removed, and a dent was formed. Furthermore, the dent was further deepened by applying a very thin etching solution (weak acid type) thinly and treating in a dry environment without supplying pure water.

ドレッシング処理(摩耗処理)として次の条件であってもよい。   The following conditions may be used as the dressing processing (wear processing).

・ ブレード回転数:10000rpm
・ 送り速度:5mm/s
・ ワーク加工対象:GC600ドレッシング砥石(70mm□)
(GC600とは、炭化ケイ素質研削材の粒度600番手(#600)を意味する。粒度は日本工業規格(JIS:Japan Industrial Standards)R6001に基づく)
・ 加工処理時間:15分間
・ この処理でもわずかにコバルト焼結助剤が除去されて凹みが形成された。
・ Blade rotation speed: 10,000rpm
・ Feeding speed: 5mm / s
・ Workpiece: GC600 dressing whetstone (70mm □)
(GC600 means 600 grit (# 600) of silicon carbide abrasives. The particle size is based on Japan Industrial Standards (JIS) R6001.)
・ Processing time: 15 minutes ・ In this process, the cobalt sintering aid was slightly removed and a dent was formed.

なお、ブレード外周部のうち、ブレード外周端部とブレード側面部は、粗さを変えた方が望ましい。具体的には、ブレード外周端部は切れ刃に相当し、摩耗処理によって結晶粒界に沿って切れ刃間隔を調整することになる。特にブレード外周端部は、ワーク材料に切り込みを入れつつ、ある程度は大きく加工除去していくことから、少し粗く加工する。   In the outer peripheral portion of the blade, it is preferable that the outer peripheral end portion and the side surface portion of the blade have different roughness. Specifically, the outer peripheral edge of the blade corresponds to a cutting edge, and the cutting edge interval is adjusted along the crystal grain boundary by abrasion treatment. In particular, the outer peripheral edge of the blade is slightly roughened because a large amount of work is removed while making a cut in the work material.

一方、ブレード側面部は、積極的に除去加工をするわけではなく、ワーク材料の溝側面部との接触時に溝側面部を削り出す程度に粗くなっていればよい。また、ブレード側面部に突起があると、溝側面部に割れを誘発してしまうので、突起部を形成することなく加工する一方で、溝側面部との接触面積を低下して、少しでも摩擦による熱の発生を軽減する必要がある。そのため、側面部は細かく粗す方が望ましい。   On the other hand, the blade side surface is not actively removed, but only needs to be rough enough to cut out the groove side surface when the workpiece material comes into contact with the groove side surface. Also, if there is a protrusion on the side of the blade, it will cause cracks on the side of the groove.Therefore, while processing without forming a protrusion, the contact area with the side of the groove will be reduced, and even a little friction will occur. It is necessary to reduce the generation of heat due to heat. Therefore, it is desirable that the side portion is finely roughened.

従来の電鋳ブレードなどでは、砥粒を鍍金にて固めて製作するため、面全体が同じような砥粒分布となり、その結果、ブレード外周端とブレード側面との砥粒のつき方の形態を大きく分けることができなかった。すなわち、ワークを切り進めるためのブレード外周端部と、ワークと擦れながら微小に削る程度とする側面部とで、明らかに粗さの状況を変化させることはできなかった。   In conventional electroformed blades, etc., because the abrasive grains are hardened by plating, the entire surface has the same abrasive grain distribution, and as a result, the form of the abrasive grains on the outer peripheral edge of the blade and the side face of the blade is changed It could not be broadly divided. That is, it was not possible to clearly change the state of roughness between the outer peripheral end portion of the blade for cutting the work and the side surface portion which was slightly cut while rubbing the work.

本発明に係るブレードの場合は、ほとんどがダイヤモンドで構成され、その状態から成形加工することができる。例えば、本発明に係るブレードの場合、側面部を荒らすためには、ダイヤモンドラッピングなどを行っても構わない。微小なダイヤモンド(粒径1μm〜150μm)で表面を荒らすことにより、例えばRaが0.1μm〜20μm程度の粗さを形成することが可能となる。   In the case of the blade according to the present invention, most of the blade is made of diamond and can be formed from that state. For example, in the case of the blade according to the present invention, diamond lapping or the like may be performed to roughen the side surface. By roughening the surface with fine diamond (particle diameter: 1 μm to 150 μm), it is possible to form a roughness with, for example, Ra of about 0.1 μm to 20 μm.

一方、ブレード外周部は、ブレード側面部と異なり、ワークを加工しながら切り進めていく必要があるため、側面部と異なり切れ刃としての粗さをつけた方がよい。こうした粗さは、例えば、パルスレーザなどで外周部に形成することができる。   On the other hand, the outer peripheral portion of the blade is different from the side surface portion of the blade and needs to be cut and processed while processing the work. Such roughness can be formed on the outer peripheral portion by, for example, a pulse laser.

パルスレーザで切れ刃を形成する場合は、次に示す条件などが好適に使用される。   When the cutting edge is formed by a pulse laser, the following conditions are preferably used.

レーザ発振気器:米国IPG社製ファイバーレーザ:YLR−150−1500−QCW
送りテーブル:JK702
波長:1060nm
出力:250W
パルス幅:0.2msec
焦点位置0.1mm
ブレード回転数2.8rpm
ガス:高純度窒素ガス0.1L/min
穴径50μm
ブレード材料:住友電工製DA150(ダイヤモンド粒径5μm)
外径50.8mm
このようなパルス式ファイバレーザによって、図23に示すように、0.1mmピッチでブレード外周端上に直径0.05mmの一定間隔で連続した半円状のシャープな切れ刃を形成することができる。こうした切れ刃形成ではダイヤモンド粒径は5μmの大きさであるが、一つの切れ刃自体は50μm切れ刃とすることができる。またこれを等間隔に形成すれば、回転数を高速にすることによって、見かけの間隔が小さくなり、延性モードのダイシングを可能とする。(例:スピンドル回転数10000rpm以上の場合など)
ファイバーレーザでは一つの切れ刃の大きさは5μm程度の大きさから大きいものでは1mmまで、様々な孔径で切れ刃の大きさを形成することができるが、通常はレーザのビーム径から、5μmから200μm程度までをあけることが可能である。
Laser oscillator: Fiber laser manufactured by IPG, USA: YLR-150-1500-QCW
Feeding table: JK702
Wavelength: 1060nm
Output: 250W
Pulse width: 0.2msec
Focus position 0.1mm
Blade rotation speed 2.8rpm
Gas: High purity nitrogen gas 0.1L / min
Hole diameter 50μm
Blade material: DA150 manufactured by Sumitomo Electric (diamond particle size 5μm)
Outer diameter 50.8mm
With such a pulsed fiber laser, as shown in FIG. 23, sharp semicircular cutting edges having a diameter of 0.05 mm and continuous at a constant interval of 0.05 mm can be formed on the outer peripheral edge of the blade at a pitch of 0.1 mm. In such cutting edge formation, the diamond particle size is 5 μm, but one cutting edge itself can be a 50 μm cutting edge. If they are formed at equal intervals, the apparent interval is reduced by increasing the number of rotations, thereby enabling the dicing in the ductile mode. (Example: When the spindle speed is 10,000 rpm or more)
In a fiber laser, the size of one cutting edge can be formed with various hole diameters from a size of about 5 μm to 1 mm for large ones, but usually from 5 μm from the laser beam diameter. It is possible to open up to about 200 μm.

電鋳法など、鍍金でダイヤモンドを固めた材料で切り欠きを形成するのではなく、焼結ダイヤモンドの材料で構成し、その円盤にした外周端に微小な切り欠きを連続して構成することで、一つ一つの切り欠きが切れ刃として作用する。   Rather than forming notches with a material that hardens diamond by plating, such as electroforming, it is made of sintered diamond material, and by continuously forming minute notches at the outer peripheral edge of the disk However, each notch acts as a cutting edge.

特開2005-129741号公報は、電鋳法で製造したブレードにおいて、外周部に切り欠きを形成する方法が記載されるが、この場合の切り欠きは、切り屑の排出機能や目詰まりを防ぐ機能として切り欠きが設けられており、切れ刃として設けていない。電鋳法で製造された場合、切り欠きのエッジ部分に必ずしもダイヤモンドが存在するものでもなく、結合材と共に存在するので、結合材が加工と共に摩耗していくことから、材料として切れ刃として作用するものではない。   JP 2005-129741 A discloses, in a blade manufactured by an electroforming method, a method of forming a notch in an outer peripheral portion, but the notch in this case prevents a chip discharge function and clogging. A notch is provided as a function, and is not provided as a cutting edge. When manufactured by the electroforming method, diamond does not necessarily exist at the edge portion of the notch, but exists along with the binder, so that the binder wears with the processing, and thus acts as a cutting edge as a material. Not something.

それに対して、ブレードがダイヤモンド焼結体から構成される場合、外周部に空けた切れ刃の先端はそのまま切れ刃として作用する。また、切れ刃の大きさ50μmと比べてダイヤモンド砥粒径は5μmと小さいため、一つの切れ刃の中で、一つのダイヤモンド砥粒が欠け落ちることで切れ刃内で小さく自生することも可能となる。従来の電鋳法における砥石は、ダイヤモンド砥粒がそのまま切れ刃として作用するため、切れ刃の大きさと自生単位は同じ大きさであるが、本発明の場合、恣意的な切れ刃を形成することで、切れ刃の大きさとその中でダイヤモンドが自生する単位を変えることができ、その結果、長い間切れ味を確保することができる。   On the other hand, when the blade is made of a diamond sintered body, the tip of the cutting edge opened in the outer peripheral portion acts as a cutting edge as it is. In addition, since the diamond abrasive grain size is 5 μm smaller than the cutting edge size of 50 μm, it is possible for one diamond abrasive grain to chip inside one cutting edge and to grow small inside the cutting edge. Become. In the conventional electroforming method, the whetstone has the same size as the cutting edge because the diamond abrasive acts as the cutting edge as it is, but in the case of the present invention, an arbitrary cutting edge is formed. Thus, the size of the cutting edge and the unit in which the diamond grows in the cutting edge can be changed, and as a result, sharpness can be ensured for a long time.

さらに、ブレードの側面部の粗さに対して、ブレードの外周端部の粗さを大きくすることで、ブレード外周端で切り進めながらもブレード側面は細かい粗い面でワークを削りながら鏡面化することができる。従来は電鋳法によるブレードでは、外周端部の粗さと側面部の粗さを独立して変化させることが難しく、実質できなかったが、本発明のように焼結ダイヤモンドを使用することで恣意的に外周端部に等間隔の切れ刃を形成するとともに、ブレード側面は細かく荒らした面とすることが可能となる。それにより外周の切れ味を確保して効率よく切り進めながらも、ワーク側面では全く独立して鏡面仕上げ加工を独立して行うことが可能となる。   Furthermore, by increasing the roughness of the outer peripheral edge of the blade relative to the roughness of the side surface of the blade, the blade side surface can be mirror-finished while shaving the workpiece with a fine rough surface while cutting at the outer peripheral edge of the blade. Can be. Conventionally, with an electroformed blade, it was difficult to change the roughness of the outer peripheral end and the roughness of the side part independently, and it was virtually impossible to do so. It is possible to form cutting edges at regular intervals on the outer peripheral end, and to make the side surfaces of the blades finely roughened. As a result, it is possible to perform mirror finish processing independently on the side of the work while securing the sharpness of the outer periphery and efficiently performing cutting.

なお、ブレード外周のみに高硬度のダイヤモンドチップを一つ一つ埋め込む構成(例えば特開平7-276137号公報など)は、切れ刃は等間隔で形成されるかもしれないが、一体の円盤状のPCDで形成されていないため、先述の通り、熱伝導の点、形状的な平面度や平面の連続性の点、加工による衝撃を吸収することなく局所的に効果的なせん断力をワークに与える点、さらには延性モードで加工を行う点などで、本発明に係るブレードとは全く異なることは明白である。   In addition, the configuration in which high-hardness diamond chips are embedded one by one only on the outer periphery of the blade (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-276137), the cutting edges may be formed at equal intervals, but the integrated disk-shaped Because it is not formed by PCD, it applies a local effective shearing force to the workpiece without absorbing heat conduction points, geometric flatness and flatness continuity, and the impact of processing as described above. It is clear that the blade according to the present invention is completely different from the blade according to the present invention in that the processing is performed in the ductile mode.

こうした切れ刃の間隔や側面部の表面の粗さは、加工対象材料に応じて適宜調整するものである。   The spacing between the cutting edges and the roughness of the surface of the side surface are appropriately adjusted according to the material to be processed.

図7は、ブレード26がスピンドル28に取り付けられた状態を示した断面図である。図7に示すように、スピンドル28は、不図示のモータ(高周波モータ)を内蔵したスピンドル本体44と、スピンドル本体44で回動可能に軸支され、その先端部がスピンドル本体44から突出した状態に配設されたスピンドル軸46とから主に構成される。   FIG. 7 is a sectional view showing a state where the blade 26 is attached to the spindle 28. As shown in FIG. 7, the spindle 28 is rotatably supported by a spindle main body 44 having a motor (high-frequency motor) (not shown) built therein and rotatably supported by the spindle main body 44. And a spindle shaft 46 disposed at the center.

ハブフランジ48は、スピンドル軸46とブレード26との間に介装される部材であり、テーパ状に形成された取付孔48aが設けられるとともに、円筒状の突起部48bが設けられる。このハブフランジ48には、ブレード26のスピンドル軸46(回転軸)に対する垂直度を決定するための基準面となるフランジ面48cが設けられている。このフランジ面48cには、後述するようにブレード26のブレード基準面36aが当接される。   The hub flange 48 is a member interposed between the spindle shaft 46 and the blade 26, and is provided with a tapered mounting hole 48a and a cylindrical projection 48b. The hub flange 48 is provided with a flange surface 48c serving as a reference surface for determining the degree of perpendicularity of the blade 26 to the spindle shaft 46 (rotation axis). The blade reference surface 36a of the blade 26 abuts on the flange surface 48c as described later.

ブレード26には、片側の端面に切刃部40よりも内側部分に厚肉に形成された環状部(当接領域)36が設けられている(図2及び図3参照)。この環状部36には、ハブフランジ48のフランジ面48cが当接するブレード基準面36aが形成されている。ブレード基準面36aは、環状部36が形成される端面において他の位置よりも高い位置に設けられていることが好ましく、これにより平面度を出しやすくなっている。また、ブレード基準面36aを構成する環状部36の厚みは、ブレード外周部に設けられる切刃部40と比べて十分に厚くする必要がある。   The blade 26 is provided with an annular portion (contact area) 36 which is formed thicker on an inner surface than the cutting edge portion 40 on one end surface (see FIGS. 2 and 3). The annular portion 36 has a blade reference surface 36a with which the flange surface 48c of the hub flange 48 contacts. It is preferable that the blade reference surface 36a is provided at a position higher than other positions on the end surface where the annular portion 36 is formed, thereby facilitating flatness. Further, the thickness of the annular portion 36 forming the blade reference surface 36a needs to be sufficiently thicker than the cutting blade portion 40 provided on the outer peripheral portion of the blade.

ブレード外周部は、切断時に材料表面において脆性破壊を起こさないため切断幅も細くする必要があり、その厚みとしては50μm以下としなくてはならない。   The outer peripheral portion of the blade does not cause brittle fracture on the material surface at the time of cutting, so the cutting width needs to be narrow, and its thickness must be 50 μm or less.

しかしながら、そのブレード外周部の厚みのままでブレード基準面部分を含めて、すべてを50μm以下の厚みで製作する場合、ブレードの平面を出す過程で加工した際の加工歪が大きな問題になる。特に、ブレード全面を50μm程度の厚みで製作すると、ブレード両側面同士の歪のバランスで一方の側にブレードが反ることになる。ブレードが少しでも反っている場合、外周端部は非常に薄いので、非常に小さい応力で元々反っている側にブレードが座屈変形してしまい、結果的に使用できない。   However, when manufacturing the entire blade including the blade reference surface portion with a thickness of 50 μm or less while keeping the thickness of the outer peripheral portion of the blade, a processing distortion when processing in the process of projecting the blade plane becomes a serious problem. In particular, when the entire surface of the blade is manufactured with a thickness of about 50 μm, the blade warps to one side due to the balance of the distortion between both side surfaces of the blade. If the blade is slightly warped, the outer peripheral end is very thin, and the blade is buckled and deformed to the originally warped side with a very small stress, so that the blade cannot be used as a result.

このため、ブレード基準面を形成する部分は、ブレードの面に加工歪が残っていたとしても、その歪で反りが発生するほどの厚みであってはならない。直径にして50mm程度の円板で加工歪による反りが発生しない程度のブレードの基準面部分の厚みは、最低でも0.25mm以上、好ましくは0.5mm以上ある方がよい。この程度のブレード基準面部分の厚みがないと、ブレード基準面として平面を維持できない。平面が維持できなければブレード外周端部を一直線状にワークに作用させることが困難になる。   For this reason, even if processing distortion remains on the blade surface, the portion forming the blade reference surface must not be thick enough to cause warpage due to the distortion. The thickness of the reference surface portion of the blade that does not cause warpage due to processing strain on a disk having a diameter of about 50 mm is at least 0.25 mm or more, preferably 0.5 mm or more. If there is no such thickness of the blade reference surface portion, a flat surface cannot be maintained as the blade reference surface. If a flat surface cannot be maintained, it is difficult to make the outer peripheral edge of the blade act on the work in a straight line.

以上のことから、本実施形態のブレード26では次の条件を満たすことが必要となる。   From the above, the blade 26 of the present embodiment needs to satisfy the following conditions.

すなわち、ブレード基準面36aは、ブレード26の両側面の加工歪のバランスが崩れていたとしても平面を維持しなくてはいけないことから、最低でも基準面部の厚みは0.3mm以上は必要である。   That is, since the blade reference surface 36a must maintain a flat surface even if the balance of the processing strain on both sides of the blade 26 is broken, the thickness of the reference surface portion must be at least 0.3 mm or more.

一方、ブレード外周端部は、材料にクラックを誘発させないためにも極微小領域で加工しなくてはいけない。そのためには、ブレード外周部に設けられる切刃部40の厚みは50μm以下とする必要がある。   On the other hand, the outer peripheral edge of the blade must be processed in an extremely small area so as not to induce cracks in the material. For that purpose, the thickness of the cutting blade portion 40 provided on the outer peripheral portion of the blade needs to be 50 μm or less.

つまり、例えば直径50mmのブレード全体で見ると、平面度維持のためすべてを一体で製作する必要があり、ブレード内周部は平面度維持のため分厚くしなくてはならない一方で、ブレード外周部は薄くしなくてはならない。   In other words, for example, when looking at the entire blade with a diameter of 50 mm, it is necessary to manufacture everything in order to maintain flatness, and the inner peripheral part of the blade must be thickened to maintain flatness, while the outer peripheral part of the blade is It has to be thin.

なお、平面度を出す方法としては、スカイフ研磨などによる鏡面加工を使用することができる。   In addition, as a method of obtaining the flatness, mirror finishing by skif polishing or the like can be used.

ブレード26の取付方法としては、まず、ハブフランジ48の取付孔48aにテーパ状に形成されたスピンドル軸46を嵌合させた状態で、不図示の固定手段によってハブフランジ48をスピンドル軸46に位置決め固定する。次いで、ハブフランジ48の突起部48bにブレード26の装着孔38を嵌合させた状態で、ブレードナット52を突起部48bの先端に形成されたネジ部にねじ込むことにより、ブレード26をハブフランジ48に位置決め固定する。   As a method of mounting the blade 26, first, the hub flange 48 is positioned on the spindle shaft 46 by a fixing means (not shown) in a state where the spindle shaft 46 formed in a tapered shape is fitted into the mounting hole 48a of the hub flange 48. Fix it. Next, with the mounting hole 38 of the blade 26 fitted into the projection 48b of the hub flange 48, the blade nut 52 is screwed into a thread formed at the tip of the projection 48b, so that the blade 26 is attached to the hub flange 48. Position and fix.

このようにブレード26がハブフランジ48を介してスピンドル軸46に取り付けられたとき、ブレード26のスピンドル軸46に対する垂直度はハブフランジ48のフランジ面48cの平面度とブレード26のブレード基準面36aの平面度及びその両者を重ね合わせる取り付け精度で決定される。このため、ハブフランジ48のフランジ面(回転軸に対して垂直な面)48cと、このフランジ面48cに接触するブレード26のブレード基準面36aは、例えば鏡面加工によって平坦化され、スピンドル軸46に対する垂直度が高精度になるように形成されていることが好ましい。これにより、ハブフランジ48を介してブレード26をスピンドル軸46に装着する際、フランジ面48cとブレード基準面36aを接触させた状態で位置決め固定することにより、ブレード26をスピンドル軸46に対して高精度に垂直にすることができる。   When the blade 26 is attached to the spindle shaft 46 via the hub flange 48 in this manner, the perpendicularity of the blade 26 to the spindle shaft 46 is determined by the flatness of the flange surface 48c of the hub flange 48 and the blade reference surface 36a of the blade 26. It is determined by the flatness and the mounting accuracy in which both are superimposed. For this reason, the flange surface (surface perpendicular to the rotation axis) 48c of the hub flange 48 and the blade reference surface 36a of the blade 26 that comes into contact with the flange surface 48c are flattened by, for example, mirror finishing, and It is preferable that the verticality is formed so as to be high precision. Thus, when the blade 26 is mounted on the spindle shaft 46 via the hub flange 48, the blade 26 is positioned high with respect to the spindle shaft 46 by positioning and fixing the blade surface 48 c and the blade reference surface 36 a in contact with each other. Can be perpendicular to accuracy.

また、ブレード26の中心位置の精度は、ブレード26の装着孔38とハブフランジ48の突起部48bとの嵌め合い精度で決定されることから、装着孔38の内周面及び突起部48bの外周面の加工精度を高めることで、これらの同軸度を確保することができ、良好な取付精度を実現することができる。   Further, since the accuracy of the center position of the blade 26 is determined by the fitting accuracy of the mounting hole 38 of the blade 26 and the projection 48b of the hub flange 48, the inner peripheral surface of the mounting hole 38 and the outer circumference of the projection 48b are determined. By increasing the processing accuracy of the surface, these coaxialities can be secured, and good mounting accuracy can be realized.

その結果、ブレード単体精度に加えて、高精度なスピンドル軸46に対する取付精度も確保することで高精度な切断加工が実現できる。   As a result, high-precision cutting can be realized by ensuring high-precision attachment accuracy to the spindle shaft 46 in addition to the blade unit accuracy.

すなわち、延性モードで加工するためには、ブレード26の切刃部40の厚みを薄く構成するだけでなく、その切刃部40をブレード26の回転軸(スピンドル軸46)に対して垂直な方向に略一直線上に作用させることができるように高精度な取り付けが必要となるが、その要求精度を十分に満たすことができる。   That is, in order to work in the ductile mode, not only is the thickness of the cutting edge portion 40 of the blade 26 reduced, but also the cutting edge portion 40 is oriented in a direction perpendicular to the rotation axis (spindle axis 46) of the blade 26. Although high-precision mounting is required so that it can act on a substantially straight line, the required accuracy can be sufficiently satisfied.

本実施形態では、ブレード26を軸支するハブフランジ48及びスピンドル軸46はステンレス(例えばSUS304、SUS304は日本工業規格(JIS: Japan Industrial Standards)に基づくステンレス鋼、以下、本発明におけるステンレス鋼は日本工業規格に基づく)等の金属材料で構成されている。一方、ブレード26は、上述のとおり、ダイヤモンド焼結体80により一体的に構成されている。すなわち、ブレード基準面36aは金属基準面で支えられる構成となっている。このような構成によれば、切断加工によってブレード外周部の切刃部40が熱をもち、或いは、スピンドル軸46側に熱があったとしても、まずはブレード26の内部に均一に熱が伝わる。すなわち、ブレード26は熱伝導率の非常に高いダイヤモンド焼結体80で構成されるのに対し、ブレード26を軸支するハブフランジ48及びスピンドル軸46はダイヤモンド焼結体80と比較すると格段に熱伝導率が低いステンレスで構成される。このため、これらに生じた熱は、ブレード26に沿って周方向に伝わり、ブレード26の周方向にすぐに均一化され、放射状の温度分布となる。ダイヤモンド部分だけが熱がすぐに伝わり、ステンレスのスピンドル軸46やハブフランジ48には断面積などの点で、熱が伝わりにくく接触部も少ないため、結果的にダイヤモンド部分がさらに熱の均一化が促進され、その均一な状態で、熱的平衡が確保されるようになる。   In the present embodiment, the hub flange 48 and the spindle 46 that support the blade 26 are made of stainless steel (for example, SUS304, SUS304 is a stainless steel based on the Japanese Industrial Standards (JIS)). (Based on industrial standards). On the other hand, the blade 26 is integrally formed by the diamond sintered body 80 as described above. That is, the blade reference surface 36a is configured to be supported by the metal reference surface. According to such a configuration, even if the cutting edge portion 40 on the outer peripheral portion of the blade has heat due to the cutting process, or heat is present on the spindle shaft 46 side, the heat is first uniformly transmitted to the inside of the blade 26. That is, while the blade 26 is formed of a diamond sintered body 80 having a very high thermal conductivity, the hub flange 48 and the spindle shaft 46 that support the blade 26 are much more heat-resistant than the diamond sintered body 80. It is made of stainless steel with low conductivity. For this reason, the heat generated therefrom is transmitted in the circumferential direction along the blade 26, is immediately uniformed in the circumferential direction of the blade 26, and has a radial temperature distribution. Only the diamond portion transmits heat immediately, and the stainless steel spindle shaft 46 and hub flange 48 do not transmit heat in terms of the cross-sectional area, etc., and there are few contact portions. As a result, the diamond portion has more uniform heat. Promoted and, in its uniform state, thermal equilibrium is assured.

また、ブレード外周部において、熱膨張を阻害する部材もなく、またバイメタル効果もないため、ブレード26の外周部は真円度及び平面度を良好に保つことができる。その結果、ブレード外周端部に設けられる切れ刃84はワークWに対して一直線上に作用するよ
うになる。
In addition, since there is no member that hinders thermal expansion and there is no bimetal effect in the outer peripheral portion of the blade, the outer peripheral portion of the blade 26 can maintain good roundness and flatness. As a result, the cutting edge 84 provided at the outer peripheral end of the blade acts on the workpiece W in a straight line.

なお、本実施形態では、ブレード26がハブフランジ48を介してスピンドル軸46に装着される構成を示したが、ブレード26がスピンドル軸46に直接装着される構成としてもよく、同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the configuration is shown in which the blade 26 is mounted on the spindle shaft 46 via the hub flange 48. However, a configuration in which the blade 26 is directly mounted on the spindle shaft 46 may be obtained, and the same effect is obtained. be able to.

次に、本実施形態のブレード26を用いたダイシング方法について説明する。このダイシング方法は、シリコン、サファイア、SiC(シリコンカーバイド)、ガラスなどの脆性材料に対してクラックやチッピングなどの脆性破壊を伴うことなく塑性変形させながら安定して精度良く切断加工を行うことができる方法である。   Next, a dicing method using the blade 26 of the present embodiment will be described. This dicing method can stably and accurately cut a brittle material such as silicon, sapphire, SiC (silicon carbide), or glass while plastically deforming the material without causing brittle fracture such as cracking or chipping. Is the way.

まず、ロードポート12に載置されたカセットからワークWが取り出され、搬送手段16によりワークテーブル30上に載置される。ワークテーブル30上に載置されたワークWは、撮像手段18により表面が撮像され、ワークW上のダイシングされるラインの位置とブレード26との位置が、不図示のX,Y、θの各移動軸によりワークテーブル30を調整して合わせられる。位置合わせが終了し、ダイシングが開始されると、スピンドル28が回転を始め、ブレード26がワークWを切断するないしは溝入れする量だけスピンドル28が所定の高さまでZ方向へ下がりブレード26が高速に回転する。この状態でワークWは、ブレード位置に対してワークテーブル30とともに不図示の移動軸によって、図1に示すX方向へ加工送りされるとともに、所定の高さまで下げられたスピンドル先端につけられたブレード26でダイシングが行われる。   First, the work W is taken out of the cassette placed on the load port 12 and placed on the work table 30 by the transport means 16. The surface of the work W placed on the work table 30 is imaged by the imaging means 18, and the position of a line to be diced on the work W and the position of the blade 26 are set to X, Y, and θ (not shown). The work table 30 can be adjusted and adjusted by the movement axis. When the alignment is completed and the dicing is started, the spindle 28 starts rotating, the spindle 28 moves down to the predetermined height in the Z direction by an amount to cut or groov the work W, and the blade 26 moves at a high speed. Rotate. In this state, the work W is processed and fed in the X direction shown in FIG. 1 by a moving shaft (not shown) together with the work table 30 with respect to the blade position, and the blade 26 attached to the tip of the spindle lowered to a predetermined height. Dicing is performed.

このとき、ブレード26のワークWに対する切り込み深さ(切り込み量)が設定される。外周に多数の切れ刃を要するブレード26を高速回転させることで、1つの切れ刃(微小切刃)84が臨界切り込み深さ(Dc値)以下になるように設定されなければならない。この臨界切り込み深さは、脆性材料の脆性破壊を起こすことなく、塑性変形による延性モードでの切断加工が可能な最大切り込み深さである。   At this time, the cutting depth (cutting amount) of the blade 26 with respect to the work W is set. By rotating the blade 26 requiring a large number of cutting edges on the outer periphery at a high speed, one cutting edge (small cutting edge) 84 must be set to be equal to or less than the critical cutting depth (Dc value). This critical depth of cut is the maximum depth of cut that allows cutting in ductile mode by plastic deformation without causing brittle fracture of the brittle material.

ここで、ワーク材料とクラックを及ぼさない一つの刃あたりの臨界切り込み深さとの関係を表3に示す。   Here, Table 3 shows the relationship between the work material and the critical depth of cut per blade that does not cause cracks.

表3から分かるように、例えばワーク材料がシリコンの場合には、その臨界切り込み深さは0.15μmであることから、ブレード26のワークWに対する切り込み深さは0.15μm以下に設定される。仮に切り込み深さが0.15μmを超える場合にはワーク材料へのクラック発生は避けられない。   As can be seen from Table 3, when the work material is silicon, for example, the critical cut depth is 0.15 μm, so the cut depth of the blade 26 with respect to the work W is set to 0.15 μm or less. If the cutting depth exceeds 0.15 μm, cracks in the work material cannot be avoided.

また、表3に示したワーク材料の中ではシリコンの臨界切り込み深さ(0.15μm)が最も小さく、他の材料と比べて割れやすいことが分かる。このことから、大抵の材料では、0.15μm以下の切り込み深さであれば、原理上クラックを発生することなく材料の変形範囲で加工を進行させることのできる延性モード加工が可能となる。   Further, among the work materials shown in Table 3, the critical depth of cut of silicon (0.15 μm) is the smallest, and it can be seen that the work is more easily broken than other materials. For this reason, in most materials, if the cutting depth is 0.15 μm or less, ductile mode processing that allows processing to proceed within the deformation range of the material without generating cracks becomes possible in principle.

また、ブレード26のワークWに対する周速度(ブレード周速度)は、ブレード26のワークWに対する相対送り速度(加工送り速度)に比べて十分に大きく設定される。例えば、ブレード26の回転数20,000rpm、ブレード26の外径50.8mmの時、ブレード26の回転速度53.17m/sに対し、ブレード26の相対送り速度は10mm/sに設定される。   The peripheral speed of the blade 26 with respect to the work W (blade peripheral speed) is set to be sufficiently higher than the relative feed speed (working feed speed) of the blade 26 with respect to the work W. For example, when the rotation speed of the blade 26 is 20,000 rpm and the outer diameter of the blade 26 is 50.8 mm, the relative feed speed of the blade 26 is set to 10 mm / s while the rotation speed of the blade 26 is 53.17 m / s.

なお、ブレード26の切り込み深さや回転速度、ブレード26のワークWに対する相対送り速度の制御は、図1に示したコントローラ24によって行われる。   The control of the cutting depth and rotation speed of the blade 26 and the relative feed speed of the blade 26 to the workpiece W are performed by the controller 24 shown in FIG.

このような延性モードでのダイシング加工は、切断ラインの溝深さが最終切り込み深さとなるまで、1回あたりの切り込み深さが臨界切り込み深さ以下に設定された状態で繰り返し行われる。   Dicing in such a ductile mode is repeatedly performed in a state where the depth of cut is set to be equal to or less than the critical depth of cut until the groove depth of the cutting line becomes the final depth of cut.

そして、ワークWに対する1つの切断ラインに沿うダイシング加工が終了すると、ブレード26は、次に加工する隣の切断ラインにインデックス送りされて位置決めされ、前記と同様の加工手順により、当該切断ラインに沿うダイシング加工が実施される。   When the dicing of the workpiece W along one cutting line is completed, the blade 26 is indexed and positioned on the next cutting line to be processed next, and is positioned along the cutting line by the same processing procedure as described above. Dicing is performed.

そして、前記ダイシング加工が繰り返されることにより、所定数の切断ラインに沿うダイシング加工が全て終了すると、ワークテーブル30とともにワークWを90度回転させて、前記と同様の加工手順により、前述した切断ラインと直交する方向の切断ラインに沿ってダイシング加工が行われる。   Then, by repeating the dicing process, when all the dicing processes along a predetermined number of cutting lines are completed, the work W is rotated by 90 degrees together with the work table 30, and the above-described cutting line is processed by the same processing procedure as described above. Dicing is performed along a cutting line in a direction perpendicular to the direction.

このようにして、全ての切断ラインに沿うダイシング加工が全て完了すると、ワークWは多数のチップに切断分割される。   In this way, when all dicing along all the cutting lines is completed, the work W is cut and divided into a number of chips.

ここで、本発明の効果を検証するために、上記ダイシング加工方法において、本実施形態のブレード26と従来の電鋳ブレードとを用いてワークに対して溝入れ加工を行った結果について説明する。   Here, in order to verify the effect of the present invention, a result of performing grooving processing on a workpiece using the blade 26 of the present embodiment and a conventional electroformed blade in the above dicing processing method will be described.

[比較実験1](シリコンウェーハ)
本実施形態のブレード26としては、両側テーパタイプ(両Vタイプ)のものを使用した。一方、従来の電鋳ブレードとしては、ブレード厚みが50μm(#600)を使用した。その他の条件については以下のとおりである。
[Comparative experiment 1] (silicon wafer)
As the blade 26 of the present embodiment, a double-sided tapered type (both V type) was used. On the other hand, as a conventional electroformed blade, a blade having a thickness of 50 μm (# 600) was used. Other conditions are as follows.

・装置:ブレードダイシング装置AD20T(東京精密製)
・ブレード回転数:20000rpm
・ワーク送り速度(加工送り速度):10mm/s
・切り込み深さ:30μm
・ワーク:シリコンウェーハ(厚み780μm)
比較実験1の結果を図8A及び8Bに示す。なお、図8A及び8Bは、溝入れ加工後のワーク表面の様子を示したものである。
・ Equipment: Blade dicing device AD20T (Tokyo Seimitsu)
・ Blade rotation speed: 20000rpm
・ Work feed speed (processing feed speed): 10mm / s
・ Cut depth: 30μm
・ Work: Silicon wafer (780μm thickness)
The results of Comparative Experiment 1 are shown in FIGS. 8A and 8B. 8A and 8B show the state of the work surface after the grooving process.

図8Aに示すように、本実施形態のブレード26を用いた場合には、ワークに対してクラックが発生させることなく切断溝を形成することができた。   As shown in FIG. 8A, when the blade 26 of the present embodiment was used, a cutting groove could be formed without generating cracks on the work.

一方、図8Bに示すように、従来の電鋳ブレードを用いた場合には、ワーク表面に微小なクラックが発生した。また、切断溝の底面にもクラックが生じていた。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, when a conventional electroformed blade was used, minute cracks occurred on the work surface. Cracks also occurred on the bottom surface of the cut groove.

このように本実施形態のブレード26を用いた場合には、従来の電鋳ブレードを用いた場合に比べて、クラックを発生させることなく、延性モードで安定して精度良い切断加工を行うことができることを確認した。   As described above, when the blade 26 of the present embodiment is used, it is possible to perform stable and accurate cutting in the ductile mode without generating cracks, as compared with the case of using the conventional electroformed blade. I confirmed that I can do it.

[比較実験2](サファイアウェーハ)
次に、比較実験1と同様のブレードを用いて、以下の条件で比較実験を行った。
[Comparative experiment 2] (Sapphire wafer)
Next, a comparative experiment was performed using the same blade as in Comparative Experiment 1 under the following conditions.

・装置:ブレードダイシング装置AD20T(東京精密製)
・ブレード回転数:20000rpm
・ワーク送り速度(加工送り速度):10mm/s
・切り込み深さ:50μm
・ワーク:サファイアウェーハ(厚み200μm)
比較実験2の結果を図9A及び9Bに示す。なお、図9A及び9Bは、溝入れ加工後のワーク表面の様子を示したものであり、図9Aは本実施形態のブレード26を用いた場合、図9Bは従来の電鋳ブレードを用いた場合である。
・ Equipment: Blade dicing device AD20T (Tokyo Seimitsu)
・ Blade rotation speed: 20000rpm
・ Work feed speed (processing feed speed): 10mm / s
・ Cut depth: 50μm
・ Work: Sapphire wafer (200μm thickness)
The results of Comparative Experiment 2 are shown in FIGS. 9A and 9B. 9A and 9B show the state of the work surface after the grooving process. FIG. 9A shows a case where the blade 26 of the present embodiment is used, and FIG. 9B shows a case where a conventional electroformed blade is used. It is.

図9A及び9Bから明らかないように、ワークをサファイアウェーハに変更した場合においても、シリコンウェーハを対象とした比較実験1と同様の結果が得られることを確認した。   As is not clear from FIGS. 9A and 9B, it was confirmed that the same result as Comparative Experiment 1 for a silicon wafer was obtained even when the work was changed to a sapphire wafer.

[比較実験3](SiCウェーハ)
次に、ストレート形状のブレードを用いて、以下の条件で比較実験を行った。ブレード厚みは、20μm、50μm、70μm厚で行った。
[Comparative experiment 3] (SiC wafer)
Next, a comparative experiment was performed using a straight blade under the following conditions. The blade thickness was 20 μm, 50 μm, and 70 μm.

・装置:ブレードダイシング装置AD20T(東京精密製)
・ブレード回転数:20000rpm
・ワーク送り速度(加工送り速度):2mm/s
・切り込み深さ:200μm
・ワーク:4H-SiCウェーハ Si面(厚み330μm)
図10Aから10Cは本実施形態のブレード26による溝入れ加工後のワーク表面の様子を示したものであり、図10Aは、ブレード厚みが20μmの場合、図10Bは、ブレード厚みが50μmの場合、図10Cは、ブレード厚みが70μmの場合を示す。
・ Equipment: Blade dicing device AD20T (Tokyo Seimitsu)
・ Blade rotation speed: 20000rpm
・ Work feed speed (machining feed speed): 2mm / s
・ Cut depth: 200μm
・ Work: 4H-SiC wafer Si surface (thickness 330μm)
10A to 10C show the state of the work surface after grooving by the blade 26 of the present embodiment, FIG. 10A shows the case where the blade thickness is 20 μm, and FIG. 10B shows the case where the blade thickness is 50 μm. FIG. 10C shows a case where the blade thickness is 70 μm.

ブレード厚みは50μm以下とすることが理想的ではあるが、SiCの場合70μ刃厚では、小さいクラックはあるが、顕著なクラックはなかった。   Ideally, the blade thickness should be 50 μm or less. In the case of SiC, with a 70 μ blade thickness, there were small cracks but no significant cracks.

[比較実験4](超硬合金)
次に、先と同様にストレート形状のブレードを用いて、以下の条件で比較実験を行った。ブレード厚みは、20μm厚で行った。
[Comparative experiment 4] (Cemented carbide)
Next, a comparative experiment was performed under the following conditions using a straight blade as described above. The blade thickness was 20 μm.

・装置:ブレードダイシング装置AD20T(東京精密製、AD20Tは装置の型番)
・ブレード回転数:10000rpm
・ワーク送り速度(加工送り速度):1mm/s
・切り込み深さ:40μm
・ワーク:超硬WC(WC:タングステンカーバイド)
図11A及び11Bは、本実施形態のブレード26による溝入れ加工後のワーク表面(図11A)及び断面(図11B)を示している。同図のように、超硬WCのような硬質材料でも理想的な延性モード加工を行うことができることを示している。
・ Equipment: AD20T blade dicing machine (Tokyo Seimitsu, AD20T is the model number of the machine)
・ Blade rotation speed: 10000rpm
・ Work feed speed (machining feed speed): 1mm / s
・ Cut depth: 40μm
・ Work: Carbide WC (WC: tungsten carbide)
11A and 11B show a work surface (FIG. 11A) and a cross section (FIG. 11B) after grooving by the blade 26 of the present embodiment. As shown in the figure, it is shown that ideal ductile mode processing can be performed even with a hard material such as a super hard WC.

[比較実験5](ポリカーボネード)
次に、先と同様にストレート形状のブレードを用いて、以下の条件で比較実験を行った。ブレード厚みは、50μm厚で行った。
[Comparative Experiment 5] (Polycarbonate)
Next, a comparative experiment was performed under the following conditions using a straight blade as described above. The blade thickness was 50 μm.

・装置:ブレードダイシング装置AD20T(東京精密製)
・ブレード回転数:20000rpm
・ワーク送り速度(加工送り速度):1mm/s
・切り込み深さ:500μm(フルカット)
・ワーク:ポリカーボネード
図12A及び12Bは、それぞれ、本実施形態のブレード26による溝入れ加工後のワーク表面、及びワーク断面を示している。図12Aに示すように、ワーク表面から見るとシャープな切断ラインが観察される。図12Bに示すように、従来の電鋳ブレードと比較しても鏡面の切断面を得たことが分かる。
・ Equipment: Blade dicing device AD20T (Tokyo Seimitsu)
・ Blade rotation speed: 20000rpm
・ Work feed speed (machining feed speed): 1mm / s
・ Cut depth: 500μm (full cut)
Work: Polycarbonate FIGS. 12A and 12B show a work surface and a work cross section, respectively, after grooving by the blade 26 of the present embodiment. As shown in FIG. 12A, a sharp cutting line is observed from the work surface. As shown in FIG. 12B, it can be seen that a mirror cut surface was obtained as compared with the conventional electroformed blade.

[比較実験6](CFRP:carbon-fiber-reinforced plastic)
次に、先と同様にストレート形状のブレードを用いて、以下の条件で比較実験を行った。ブレード厚みは、50μm厚で行った。
[Comparative experiment 6] (CFRP: carbon-fiber-reinforced plastic)
Next, a comparative experiment was performed under the following conditions using a straight blade as described above. The blade thickness was 50 μm.

・装置:ブレードダイシング装置AD20T(東京精密製)
・ブレード回転数:20000rpm
・ワーク送り速度(加工送り速度):1mm/s
・切り込み深さ:500μm(フルカット)
・ワーク:CFRP
比較実験6の結果を図13A及び13Bに示す。なお、図13A及び13Bは、溝入れ加工後のワーク断面の様子を示したものであり、図13Aは本実施形態のブレード26を用いた場合、図13Bは従来の電鋳ブレードを用いた場合である。
・ Equipment: Blade dicing device AD20T (Tokyo Seimitsu)
・ Blade rotation speed: 20000rpm
・ Work feed speed (machining feed speed): 1mm / s
・ Cut depth: 500μm (full cut)
・ Work: CFRP
The results of Comparative Experiment 6 are shown in FIGS. 13A and 13B. 13A and 13B show the state of the cross section of the work after the grooving process. FIG. 13A shows the case where the blade 26 of the present embodiment is used, and FIG. 13B shows the case where the conventional electroformed blade is used. It is.

従来の電鋳ブレードと比較すると、電鋳ブレードは一つ一つの繊維を引きちぎるため、繊維のきれいな断面を観察できないが、本発明に係るブレードでは一つ一つの繊維が絡まって引きちぎれることなくシャープな繊維端面持つ切断面を得ることができる。   Compared with the conventional electroformed blade, the electroformed blade tears off each fiber, so that a clean cross section of the fiber cannot be observed.However, the blade according to the present invention is sharpened without being entangled and tearing off each fiber. It is possible to obtain a cut surface having a suitable fiber end surface.

この結果は、本発明に係るブレードの場合、連続した切れ刃が形成され、それぞれの凹み部分が切れ刃になると共にダイヤモンド同士が結合している。そのため、電鋳ブレードでは切れ刃が繊維一本を切断するのに軟らかい結合材で衝撃を吸収してしまい、鋭利に切れ刃が作用しないが、本発明に係るブレードは、ダイヤモンドのせん断応力によって、瞬時の衝撃を吸収することなく鋭利に刃先が作用するためである。   As a result, in the case of the blade according to the present invention, a continuous cutting edge is formed, and each dent portion becomes a cutting edge and the diamonds are bonded to each other. Therefore, in the electroformed blade, the cutting edge absorbs the impact with a soft binder to cut a single fiber, and the cutting edge does not act sharply, but the blade according to the present invention, due to the shear stress of diamond, This is because the cutting edge acts sharply without absorbing an instantaneous impact.

次に、ブレード26のワークWに対する切り込み深さを臨界切り込み深さ(Dc値)以下として延性モード加工での切断加工が行われる場合であっても実用的なダイシング加工が可能である理由について説明する。   Next, the reason why practical dicing can be performed even when the cutting in the ductile mode processing is performed by setting the cutting depth of the blade 26 to the work W to be equal to or less than the critical cutting depth (Dc value). I do.

例えば、外径50mmのブレード26を用いてシリコンウェーハからなるワークWを切断加工する場合を考える。なお、ブレード外周端部には結晶粒界に沿った切れ刃(微小切刃)が約10μmピッチで周方向に沿って設けられているものとする。この場合、ブレードの外周長は157mm(157000μm)であることから、約15700個の切れ刃が外周部に形成されていることになる。   For example, consider a case where a workpiece W made of a silicon wafer is cut using a blade 26 having an outer diameter of 50 mm. It is assumed that cutting edges (fine cutting edges) along the crystal grain boundaries are provided along the circumferential direction at a pitch of about 10 μm at the outer peripheral edge of the blade. In this case, since the outer peripheral length of the blade is 157 mm (157,000 μm), about 15,700 cutting edges are formed on the outer peripheral portion.

まず、1つの切れ刃がワークWにクラックを与えない程度の切り込みとして、0.15μmの切り込みを入れたものとし、その切り込みにより一度の除去量が0.02μm(20nm)であるとする。なお、通常、SiCやSi、サファイア、SiOなどクラックが発生しない臨界切り込み深さはサブミクロンオーダ(例えば約0.15μm)である。そうすると、ブレード外周端部には15700個の切れ刃が存在するため、ブレード一回転あたり原理的には0.314mm(314μm)ほど、加工を進めることができる。ダイシングのスピンドルとして10,000rpmとすると、1秒当たり166回転する。よって、1秒当たりのブレード外周端部での切断除去排除距離は52.124mmとなる。例えば、ブレードの送り速度を20mm/sとした場合、ワーク材料内を押しながら進む速度よりも、ワーク材料をせん断方向に加工して除去する速度の方が速い。すなわち、ワーク材料を切断する上では、ワーク材料の破壊が起きない程度に微小切り込みを入れて、ワーク材料をブレードの進行方向とは直交する水平方向に加工して払いのけ、その払いのけ除去された部分を、ブレードが進行していく形態となる。そのため、クラックが発生する程度の0.1μm以上の切り込みが入る余地がないため脆性破壊を起こすことなく、塑性変形に基づく延性モード加工領域での切断加工が可能となる。すなわち、高速にブレードを回転させながらブレード回転によるブレード外周端部(先端部)の加工対象材料に対する周速度を、ブレードの加工対象材料に対する送り速度に比べて大きくとることで、延性モードでの加工を行うことが可能となる。 First, it is assumed that a cut of 0.15 μm is made as a cut so that one cutting edge does not crack the work W, and it is assumed that a single removal amount is 0.02 μm (20 nm) by the cut. In general, the critical cutting depth at which cracks do not occur, such as SiC, Si, sapphire, and SiO 2 , is on the order of submicrons (for example, about 0.15 μm). Then, since there are 15,700 cutting edges at the outer peripheral edge of the blade, the processing can proceed in principle by about 0.314 mm (314 μm) per rotation of the blade. Assuming that the spindle for dicing is 10,000 rpm, the spindle rotates 166 times per second. Therefore, the cutting removal distance at the outer peripheral edge of the blade per second is 52.124 mm. For example, when the feed speed of the blade is 20 mm / s, the speed at which the work material is processed in the shear direction and removed is faster than the speed at which the work material advances while being pushed. That is, when cutting the work material, make a minute cut so that the work material is not broken, process the work material in the horizontal direction perpendicular to the direction of travel of the blade, and dispose of it. The removed portion has a form in which the blade advances. Therefore, there is no room for making a cut of 0.1 μm or more to the extent that a crack is generated, so that it is possible to perform cutting in a ductile mode processing region based on plastic deformation without causing brittle fracture. That is, by making the peripheral speed of the outer peripheral end portion (tip portion) of the blade by the rotation of the blade at a high speed relative to the processing target material larger than the feed speed of the blade to the processing target material, the processing in the ductile mode is performed. Can be performed.

なお、実際的には、多少のブレードの偏芯も考慮し少し余裕を持たせて実施し、φ50.8mmのブレード径では、20,000rpmで回転させながら、10mm/s程度の送り速度で加工すれば、材料のクラックは発生しない。   In practice, allow for some margin in consideration of the eccentricity of the blade, and with a blade diameter of φ50.8mm, while rotating at 20,000 rpm, machining at a feed rate of about 10mm / s No cracking of the material occurs.

次に、本実施形態のブレード26を用いて延性モードでの加工を実現するために各種検討した結果について説明する。   Next, a description will be given of the results of various studies for realizing processing in the ductile mode using the blade 26 of the present embodiment.

[ブレードの切刃部の断面形状について]
本実施形態において、ブレード26の外周部に設けられる切刃部40の断面形状は、図4Aから4Cに示した断面形状のうち、図4Bに示した両側テーパタイプ(両Vタイプ)のものが好ましく用いられる。
[About the cross-sectional shape of the cutting edge of the blade]
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the cutting blade portion 40 provided on the outer peripheral portion of the blade 26 is a double-sided taper type (both V type) shown in FIG. 4B among the cross-sectional shapes shown in FIGS. 4A to 4C. It is preferably used.

図14は、両側テーパタイプの切刃部40を有するブレード26を用いてダイシング加工が行われるときの様子を模式的に示した説明図である。まず、ブレード26の切刃部40の任意の位置に設けられる先端部40aは、図14中の(A)部から(C)部に示すように、ワークWの表面部から最深部(最下点)まで徐々に移動しながらワークWの研削を行う。その後、図14中の(C)部から(D)部に示すように、切刃部40の先端部40aはワークWの最深部から表面部に向かって徐々に移動する。このとき、研削溝の側面とブレード26の側面との間には隙間Sが形成される。   FIG. 14 is an explanatory diagram schematically showing a state in which dicing is performed using the blade 26 having the both-sided tapered cutting edge portion 40. First, as shown in portions (A) to (C) of FIG. 14, a tip portion 40 a provided at an arbitrary position of the cutting edge portion 40 of the blade 26 is deepest from the surface portion of the work W (lowest portion). Grinding of the workpiece W is performed while gradually moving the workpiece W to the point). Thereafter, as shown from (C) to (D) in FIG. 14, the distal end portion 40a of the cutting blade portion 40 gradually moves from the deepest portion of the work W toward the surface portion. At this time, a gap S is formed between the side surface of the grinding groove and the side surface of the blade 26.

すなわち、ブレード26の切刃部40がワークWの表面から内側に切り込んでいる領域において、ブレード回転方向上流側ではワークWの研削が行われる切断部60となる一方で、その下流側ではブレード側面(切刃部40の側面)と溝側面との間に隙間Sが形成され、ワークWの研削は行われず、上流側の切断部60で研削された切り屑が溝内に排出される排出部62となる。   That is, in a region where the cutting edge portion 40 of the blade 26 cuts inward from the surface of the workpiece W, the upstream side in the blade rotation direction becomes the cutting portion 60 where the workpiece W is ground, while the downstream side has a blade side surface. A gap S is formed between the (side surface of the cutting blade portion 40) and the groove side surface, and the workpiece W is not ground, and a discharge portion in which chips ground by the upstream cutting portion 60 are discharged into the groove. 62.

一般にバリやチッピングは、ブレードを材料から抜く際、溝側面と擦れて生じる。このため、例えば図15に示すように、両側の側面部がストレート状に平行に加工されたストレートタイプのブレード90が用いられる場合、ブレード先端部(切刃部)がワークW内部に侵入から外側に抜け出すまでブレード側面は絶えず切断溝の側面と接触する。このため、両側テーパタイプのブレード26に比べて、ブレード先端部がワークW内部から抜けるときに切断溝の側面とブレード側面が擦れやすく、その結果、バリやチッピングを引き起こす要因となる(図15中の(D)部、(E)参照)。また、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだ電鋳ブレードが用いられる場合、ブレード側面から突き出ている砥粒が溝側面を引きかき、溝側面のバリやチッピングの発生を助長しやすくなる。   Generally, burrs and chipping occur when the blade is pulled out of the material by rubbing against the groove side surface. Therefore, for example, as shown in FIG. 15, when a straight type blade 90 whose side portions on both sides are machined in parallel in a straight shape is used, the blade tip (cutting edge) enters the inside of the work W from the outside. Until it escapes, the blade side constantly contacts the side of the cutting groove. Therefore, as compared with the double-sided tapered blade 26, when the blade tip comes out of the inside of the work W, the side surface of the cutting groove and the blade side surface are more easily rubbed, which causes burrs and chipping (FIG. 15). (D), (E)). Further, when an electroformed blade in which diamond abrasive grains are embedded is used, abrasive grains protruding from the side faces of the blade scratch the side faces of the groove, and this facilitates the generation of burrs and chipping on the side faces of the groove.

これに対して、両側テーパタイプの切刃部40を有するブレード26によれば、上記のようにブレード26がワークWから抜ける際にはブレード側面と溝側面との間に隙間Sが生じているため、バリやチッピングが生じることがない。また、切り屑の排出に伴って、研削時に生じる熱を切り屑とともに排出することができる。これにより、ブレード26の反りを防ぐことが可能となる。   On the other hand, according to the blade 26 having the both-sided tapered cutting edge portion 40, when the blade 26 comes out of the work W as described above, the gap S is generated between the blade side surface and the groove side surface. Therefore, burrs and chipping do not occur. Further, with the discharge of the chips, the heat generated during the grinding can be discharged together with the chips. This makes it possible to prevent the blade 26 from warping.

すなわち、ブレード26の切刃部40がワークW内に切込んで最下点に向うまでワークWを切込み、その後、ブレード26がワークWの最下点を通過して、ブレード26がワークWから抜き出る過程でブレード側面と溝側面との間に隙間Sが形成された状態でブレード26がワークWから抜け出るため、チッピングなどの発生を効果的に抑えることが可能となる。   That is, the cutting edge 40 of the blade 26 cuts into the work W and cuts the work W until it reaches the lowest point. Thereafter, the blade 26 passes through the lowest point of the work W, and the blade 26 Since the blade 26 escapes from the work W in a state where the gap S is formed between the blade side surface and the groove side surface during the extraction process, it is possible to effectively suppress the occurrence of chipping or the like.

さらに、上記のような切断加工を行うことによって、ブレード側面と溝側面との接触に伴う摩擦によって生じる熱の発生を極力抑えることにも寄与する。その結果、熱の上昇による切断抵抗の増大などを抑えて、切断屑のブレード26への溶着を防止することができる。また、ブレード26をワークWから抜き出す過程で隙間Sを作りつつ、切断屑を溝内に置き去りにしていくことによって、切断屑に熱を持たせ、熱を排出する効果もある。こうした切断屑は後の洗浄で洗い流すことができる。さらに、ブレード26の発熱やワークWの発熱を抑えることが可能となるので、ブレード26やワークWに多量の水を供給しなくても、これらの発熱を防ぐことが可能となり、ドライな環境で加工することが可能となる。   Further, by performing the above-described cutting processing, it is possible to contribute to minimizing the generation of heat generated by friction caused by the contact between the blade side surface and the groove side surface. As a result, it is possible to suppress an increase in cutting resistance due to an increase in heat and to prevent welding of cutting chips to the blade 26. In addition, by leaving the cutting waste in the groove while creating the gap S in the process of extracting the blade 26 from the work W, the cutting waste is heated and discharged. Such cutting debris can be washed away in later washing. Further, since it is possible to suppress the heat generation of the blade 26 and the work W, it is possible to prevent such heat generation without supplying a large amount of water to the blade 26 and the work W, and to realize a dry environment. Processing becomes possible.

[ダイヤモンド砥粒の粒径と含有量の関係について]
本実施形態において、延性モードで加工するためにはブレード26の周方向における砥粒配列について考慮する必要がある。その理由としては以下のとおりである。
[Relationship between particle size and content of diamond abrasive grains]
In the present embodiment, in order to work in the ductile mode, it is necessary to consider the arrangement of abrasive grains in the circumferential direction of the blade 26. The reasons are as follows.

まず、仮に0.15μmの切り込みを入れるためには、その切り込みを入れるための切れ刃(微小切刃)の大きさとしては、1桁程度の大きい砥粒径や切れ刃間隔である方が望ましい。3桁以上大きい切れ刃間隔となる場合、切れ刃間隔のばらつきも考慮すると、微小な切り込みを入れることは難しい。   First, in order to make a cut of 0.15 μm, it is desirable that the size of the cutting edge (small cutting edge) for making the cut has a large abrasive grain size of about one digit and a cutting edge interval. In the case where the cutting edge interval is three digits or more, it is difficult to make a minute cut in consideration of variation in the cutting edge interval.

一般的に、平板状試料に対して、略等間隔に切れ刃が設定されたブレードを平行移動させて加工する際の最大切込み深さを幾何学的に計算する。以下図16を基にすると、ハッチングした部分を一刃あたりの切り屑部分とすれば、ブレード中心Oと切り屑上の一点Aとを結ぶ線によって決まるACなる長さが一刃あたりの最大切込み深さgmaxとなる。 In general, a maximum cutting depth when a blade having cutting edges set at substantially equal intervals is parallel-moved and processed on a flat sample is geometrically calculated. Hereinafter, based on FIG. 16, if the hatched portion is a chip portion per blade, the length of AC determined by a line connecting the blade center O and a point A on the chip is the maximum depth of cut per blade. The depth becomes gmax .

なお、Dはブレード直径、Zはブレード切れ刃数、Nはブレードの毎分回転数、Vはブレードの円周速度(πDN)、Vはワークの送り速度、Sはブレード一刃あたりの送り量、aは切込み深さとする。 Incidentally, D is a blade diameter, Z is a blade cutting edge number, N is the revolutions per minute of the blades, V S is the circumferential speed of the blade (πDN), V W is the feed speed of the workpiece, S Z is per bladed blade And a is the depth of cut.

そこで、   Therefore,

とおき、切込み深さgmaxはブレード直径Dに比べて十分小さいとすれば、 Assuming that the cutting depth g max is sufficiently smaller than the blade diameter D,

したがって、 Therefore,

ここで、ブレードの刃数Zの代わりに、切れ刃間隔λを使用して、Z=πD/λとして、式(1)に代入すると、一刃あたりの最大切込み深さが求まる。 Here, the maximum cutting depth per blade is determined by substituting Z = πD / λ into equation (1) using the cutting edge interval λ instead of the number of blades Z of the blade.

ここで、πDNは明らかにブレード周速度Vに等しい。すなわち、ブレードによる平板加工において、切れ刃間隔λと一刃あたりの最大切り込み深さの関係は次式で与えられる。 Here, PaiDN clearly equal to the blade peripheral velocity V S. That is, in plate processing with a blade, the relationship between the cutting edge interval λ and the maximum cutting depth per blade is given by the following equation.

但し、gmax:単位切れ刃あたりの切り込み深さ、λ:切れ刃間隔、Vω:ワーク送り速度、V:ブレード速度、a:ブレード切り込み深さ、D:ブレード径とする。 Here, g max : cutting depth per unit cutting edge, λ: cutting edge interval, V ω : work feed speed, V s : blade speed, a: blade cutting depth, D: blade diameter.

これからも、単位切れ刃あたりの切込み深さを一定以下にするためには、切れ刃の間隔が重要になることが分かる。また、ブレードの回転速度も重要になる。   From this, it can be seen that the spacing between the cutting edges is important in order to reduce the cutting depth per unit cutting edge to a certain value or less. Also, the rotation speed of the blade becomes important.

このgmaxの式に示した関係によれば、Vω:40mm/s、V:26166mm/s、a:1mm、D:50mm、λ:25μmとしても、0.027μm程度の切り込み量だけとなり、0.1μm以下の切り込み量となる。この範囲であれば、臨界切り込み深さ以下であるから、延性モード加工の範囲である。 According to the relationship shown in the equation of g max , even if V ω : 40 mm / s, V s : 26166 mm / s, a: 1 mm, D: 50 mm, λ: 25 μm, the cut amount is only about 0.027 μm, The cutting depth is 0.1 μm or less. In this range, the depth is equal to or less than the critical depth of cut, which is the range of ductile mode processing.

延性モード加工を行うためには、必ず上記の条件を満たさなければならない。   In order to perform ductile mode processing, the above conditions must be satisfied.

さらには、実用的な条件として、2インチ径のブレード(直径50mm)を10000rpmで回転させて加工する条件で、ワーク厚みが0.5mm、ワークの送り速度を10mm/sとし、ブレード外周部分の切れ刃間隔を1mmピッチで形成したとする(Vω:10mm/s、V:157×10mm/s、a:0.5mm、D:50mm、λ:1mm)。 Furthermore, as a practical condition, under the condition that a 2 inch diameter blade (diameter 50 mm) is rotated at 10,000 rpm and processed, the work thickness is 0.5 mm, the work feed speed is 10 mm / s, and the blade outer peripheral part is cut. the edge spacing and formed at 1mm pitch (V ω: 10mm / s, V s: 157 × 10 4 mm / s, a: 0.5mm, D: 50mm, λ: 1mm).

その条件であっても、上の式に代入すると、一つの刃が切込む臨界切込み深さは0.08μmとなり、依然0.1μm以下の切込み深さとなる。よって、ブレードが偏芯せず理想的にすべての切れ刃がワークの除去加工に作用するとした場合、臨界的にはブレード外周部に形成できる切れ刃間隔は1mm以下までであれば、致命的なクラックを生じる過剰な切込みを与えることなく、加工を進行させることが可能となる。   Even under these conditions, when substituted into the above equation, the critical depth of cut by one blade is 0.08 μm, which is still 0.1 μm or less. Therefore, if all the cutting edges ideally work on the workpiece removal processing without the blade being eccentric, critically, if the cutting edge interval that can be formed on the outer periphery of the blade is 1 mm or less, it is fatal Processing can proceed without giving excessive cuts that cause cracks.

なお、SiCでは、クラックを生じさせない臨界切込み深さは0.1μm程度である。他のサファイア、ガラス、シリコンなどにおいては、同クラックを及ぼさない臨界切込み深さは、0.2〜0.5μm程度であるため、臨界切込み深さを0.1μm以下と設定しておれば、ほとんどの脆性材料はクラックを及ぼすことなく、材料の塑性変形域内で加工を行うことができる。   In the case of SiC, the critical depth of cut that does not cause cracks is about 0.1 μm. In other sapphire, glass, silicon, etc., the critical cut depth that does not cause the crack is about 0.2 to 0.5 μm, so if the critical cut depth is set to 0.1 μm or less, most brittle materials Can be processed within the plastic deformation range of the material without causing cracks.

よって、ブレード周囲につける切れ刃間隔は1mm以下である方が望ましい。   Therefore, it is desirable that the cutting edge interval provided around the blade is 1 mm or less.

一方、ブレード周囲の切れ刃間隔は1μm以上である方がよい。仮に、平均的な切れ刃間隔が1μm以下の場合、すなわちサブミクロンオーダの切れ刃間隔を有する場合、臨界切込み深さ量と材料除去の深さ単位がほぼ同程度になってくる。すなわち、両者ともサブミクロンオーダとなるが、このような条件では実際に一つの切れ刃が期待する除去量に達することは難しく、逆に目詰まりモードによって加工速度は急激に低下する。   On the other hand, the interval between the cutting edges around the blade is preferably 1 μm or more. If the average cutting edge interval is 1 μm or less, that is, if the cutting edge interval is on the order of submicrons, the critical depth of cut and the unit of depth of material removal become substantially the same. That is, both are on the order of submicron, but under such conditions, it is difficult for one cutting edge to actually reach the expected removal amount, and conversely, the processing speed is sharply reduced by the clogging mode.

こうした状況下では、一つの切れ刃の臨界切込み深さは別として一つの切れ刃が除去できる深さ自体に無理があると考えられる。   Under these circumstances, it is considered that the depth at which one cutting edge can be removed apart from the critical cutting depth of one cutting edge is impossible.

なお、上記の考えは、ワークを切断する断面積が一定である場合に成り立つ。すなわち、試料は略平板状試料において、ブレードを高速回転させて、ブレードを、平板状ワークに対して一定の切込み深さに設定し、ワークをスライドさせながら切断加工するブレードに関する内容において合致する。   The above idea holds when the cross-sectional area for cutting the work is constant. That is, in the case of a substantially flat sample, the blades are rotated at a high speed, the blade is set at a constant cutting depth with respect to the flat work, and the contents of the blade that cuts while sliding the work match.

また、上記の式は、一つの切れ刃が与える臨界切込み深さは、切れ刃間隔によることも重要なことである。一つの切れ刃が切り込む量は、次の切れ刃との間隔に影響し、ある部分で切れ刃間隔が大きい部分があると、所望の臨界切込み深さより深く切込みクラックを及ぼす可能性を示している。よって、切れ刃間隔は重要な要素であり、安定した切れ刃間隔を得るために、その切れ刃間隔を材料組成から自然に設定されるように、単結晶ダイヤモンドを焼結したPCD材料が好適に使用されるのである。   In the above equation, it is important that the critical depth of cut provided by one cutting edge depends on the interval between the cutting edges. The amount cut by one cutting edge affects the distance between the next cutting edge, and if there is a portion where the cutting edge interval is large in a certain portion, it indicates the possibility of causing a notch crack deeper than the desired critical depth of cut . Therefore, the cutting edge interval is an important factor, and in order to obtain a stable cutting edge interval, a PCD material obtained by sintering single crystal diamond is preferably used so that the cutting edge interval is naturally set from the material composition. It is used.

但し、ダイヤモンド砥粒の粒径(平均粒子径)が大きくても、その隙間が密に敷き詰められており、実質的な砥粒間隔がその粒径よりも小さいオーダであれば、さらに砥粒の切り込みを抑制し、制御することが可能となる。実際には、理想的な粒径として1μmから5μm程度のダイヤモンド砥粒が望ましい。   However, even if the particle size (average particle size) of the diamond abrasive grains is large, the gaps are densely spread, and if the actual spacing between the abrasive grains is on the order of smaller than the particle size, the size of the abrasive grains is further increased. Cutting can be suppressed and controlled. Actually, diamond abrasives having an ideal particle size of about 1 μm to 5 μm are desirable.

なお、粒径が必ずしも切れ刃間隔になるとは限らない。正確にツルーイングされている場合は、切れ刃の間隔は粒径に相当するかもしれないが、通常切り出してドレッシングされた状態では、切れ刃間隔は砥粒径よりも大きくなる。   It should be noted that the particle size is not always the cutting edge interval. If truing is accurate, the spacing between the cutting edges may correspond to the grain size, but in the normally cut and dressed state the spacing between the cutting edges will be larger than the abrasive grain size.

すなわち、粒界で厳密に規定されれば、一つの砥粒の両脇に存在する隙間が、切れ刃に相当すると解釈されるが、実際はいくつかの砥粒が固まりで抜け落ちて、自然に一定周期の切れ刃を形成するようになる。これは、ブレードを平均的に荒らすことで切れ刃ピッチを形成することができる。   In other words, if strictly defined by the grain boundaries, the gaps present on both sides of one abrasive grain are interpreted as equivalent to the cutting edge, but in reality, some abrasive grains fall out as a lump and naturally become constant. A periodic cutting edge is formed. This makes it possible to form the cutting edge pitch by averaging the blades.

図17A及び17Bには、ブレード外周端を粗さ計で測定した結果を示す。さらに図18A及び18Bには、表面状態の写真を示す。焼結体であるため、基本的には表面に見える部分はすべて砥粒であるダイヤモンドで構成される。   17A and 17B show the results of measuring the outer peripheral edge of the blade with a roughness meter. 18A and 18B show photographs of the surface state. Since it is a sintered body, basically all the parts visible on the surface are composed of diamond as abrasive grains.

また、表面の凹凸はダイヤモンド粒界から形成されており、自然な略等間隔の凹凸形状が構成される。この一つ一つの凹部が材料に切込むための切れ刃として作用する。この切れ刃ピッチは、図から明らかなように、4mmレンジで260個、263個の山数があるため、約15μmピッチの切れ刃間隔となっていることが分かる。なお、本材料は、住友電工ハードメタル社製のDA200で構成されており、構成されるダイヤモンド粒子の粒径は公称1μmである。このように、粒径は小さくても、切れ刃間隔はそれよりも大きく形成されており、図から分かるように略等間隔に形成されている。   In addition, the surface irregularities are formed from diamond grain boundaries, and natural irregularities are formed at substantially regular intervals. Each of these recesses acts as a cutting edge for cutting into the material. As is apparent from the figure, the cutting edge pitch has 260 and 263 peaks in the 4 mm range, so that the cutting edge pitch is about 15 μm pitch. The material is composed of DA200 manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd. The diameter of the diamond particles is nominally 1 μm. Thus, even though the particle size is small, the cutting edge interval is formed larger than that, and as can be seen from the drawing, the cutting edge intervals are formed at substantially equal intervals.

こうした等間隔な切れ刃は、単結晶の微粒子を焼結させて作られたダイヤモンド焼結体によって、ブレードそのものを形成していることによるものである。   Such equally-spaced cutting edges are due to the fact that the blade itself is formed by a diamond sintered body made by sintering single crystal fine particles.

このように、ブレード先端部分は、ワークを切り進めるために大きく凹凸をつけるようにしているが、それに対して、ブレード先端部分に比べてブレード側面部分はワーク切断後の端面を鏡面になるように研削する。そのため、ブレード先端部は切り進めるために粗く成形しており、ブレード側面部はそれに対して細かく成形している。   In this way, the blade tip has large irregularities in order to advance the work, whereas the blade side has a mirror-finished end face compared to the blade tip. Grind. Therefore, the tip of the blade is roughly formed for cutting and the side of the blade is finely formed.

なお、従来の電鋳ブレードでは、通常ダイヤモンド砥粒の間隔は、その粒径と比べて格段に大きい。これは、まばらに振りまいたダイヤモンド砥粒を単にメッキしているためであり、メッキする時点で全く異なる。   In the conventional electroformed blade, the interval between the diamond abrasive grains is usually much larger than the grain diameter. This is because sparsely dispersed diamond abrasive grains are simply plated, and are completely different at the time of plating.

これに対して、本実施形態のブレード26では、ダイヤモンド焼結体は焼結助剤が焼結によりダイヤモンド内に溶融してダイヤモンド同士が強固に結合するため、非常に硬質かつ高強度に構成される。また、ダイヤモンド焼結体は電鋳ブレードと比較して相対的にダイヤモンド含有量が多く(例えば、特開昭61-104045号公報を参照)、電鋳ブレードと比較すると相対的に強度が大きい。   On the other hand, in the blade 26 of this embodiment, the diamond sintered body is configured to be very hard and high in strength because the sintering aid is melted into the diamond by sintering and the diamonds are firmly bonded to each other. You. Further, the diamond sintered body has a relatively large diamond content as compared with the electroformed blade (see, for example, JP-A-61-104045), and has a relatively large strength as compared with the electroformed blade.

また、ブレード材料内部の多くがダイヤモンドで占められているために、ダイヤモンド体積よりも、それ以外の部分(焼結助剤含む)の方を小さくすることが可能となり、ダイヤモンド焼結体の場合では、仮に粒径が大きくてもダイヤモンド砥粒の隙間を実質的にミクロンオーダにすることが可能になる。   In addition, since most of the inside of the blade material is occupied by diamond, it is possible to make the other parts (including the sintering aid) smaller than the diamond volume. Even if the particle size is large, the gap between the diamond abrasive grains can be substantially on the order of microns.

また、ダイヤモンド砥粒の間の凹み部分が本発明では極めて重要な役割を果たす。ダイヤモンド砥粒は非常に硬質であるが、焼結助剤として入れたコバルトは一部はダイヤモンド内に浸透するが、一部はダイヤモンド砥粒間に残っている。この部分はダイヤモンドと比べると硬度的に少し柔らかいので、切断加工において摩耗しやすく少し凹む形になる。すなわち、ダイヤモンド同士に挟まれた部分があって、その間の凹みを微小な切れ刃にすることで、過剰な切り込みを与えることなく、安定した切り込みを得ようとしているものである。また、微小な切れ刃は、ダイヤモンド同士に挟まれた凹みのみならず、ダイヤモンド粒子自体が欠落してできた凹み部分も切れ刃として作用させることもある。この切れ刃間隔は、先の式に示した一つの刃あたりの臨界切込み深さを超えない程度の間隔に設定しておけばよい。   Further, the concave portion between the diamond abrasive grains plays a very important role in the present invention. Although diamond abrasive grains are very hard, some of the cobalt added as a sintering aid penetrates into diamond, but some remains between diamond abrasive grains. Since this part is slightly softer in hardness than diamond, it is easily worn in the cutting process and has a slightly concave shape. In other words, there is a portion sandwiched between diamonds, and by making the recess between them a minute cutting edge, it is intended to obtain a stable cut without giving an excessive cut. In addition, the minute cutting edge may act not only as a cutting edge between the diamonds but also as a cutting edge formed by the lack of diamond particles. The cutting edge interval may be set to an interval that does not exceed the critical cutting depth per one blade shown in the above equation.

例えば、25μm粒径のダイヤモンド砥粒を焼結で固める場合を考える。ここでは分かりやすくするために、ダイヤモンド砥粒は25μm四方の立方体であるものと仮定する。ダイヤモンド砥粒同士を結合するために、25μmの外側で両側1μmの部分を別の粒子と結合するための結合部分として利用するものとする。すると、27μm四方の立方体となる。その場合に、ダイヤモンド砥粒部分が占める体積%は78.6%程度になる。よって、80%以上程度のダイヤモンド含有量があれば、たとえ、25μm粒径のダイヤモンド砥粒であっても、そのダイヤモンド砥粒間の隙間、すなわち粒子間隔は実質せいぜい1〜2μm程度となり、その凹み部分が切り込みを与えるための切れ刃(微小切刃)となる。また、2μm程度の粒子間隔であれば、その粒子間隔においてそのピッチの粒子がワーク材料に押し込まれたとしても、そのワーク材料の変位はダイヤモンド砥粒の間隔と比べて1桁以上小さくなる。すなわち、0.15μmかそれ以下となる。また、25μmピッチで切れ刃(微小切刃)が形成されているとして、50mmのブレード径の場合、全周約157mmあたり6280個の切れ刃が形成さ
れている。仮にブレードを20000rpmで回転させるとして、1秒当たりに切れ刃は、2093333個作用させることができる。
For example, consider the case where diamond abrasive grains having a particle diameter of 25 μm are solidified by sintering. Here, for simplicity, it is assumed that the diamond abrasive is a 25 μm square cube. In order to bond the diamond abrasive grains, a part of 1 μm on both sides outside of 25 μm is used as a bonding part for bonding with another particle. Then, it becomes a cube of 27 μm square. In that case, the volume% occupied by the diamond abrasive portion is about 78.6%. Therefore, if there is a diamond content of about 80% or more, even if the diamond abrasive grains of 25μm particle size, the gap between the diamond abrasive grains, that is, the particle spacing is substantially at most about 1-2μm, the dent The portion serves as a cutting edge (a minute cutting edge) for providing a cut. In addition, if the particle interval is about 2 μm, even if the particles of the pitch are pushed into the work material at the particle interval, the displacement of the work material becomes smaller by one digit or more than the interval of the diamond abrasive grains. That is, it is 0.15 μm or less. Further, assuming that the cutting edges (micro cutting edges) are formed at a pitch of 25 μm, in the case of a blade diameter of 50 mm, 6280 cutting edges are formed per about 157 mm in the entire circumference. Assuming that the blade is rotated at 20000 rpm, 2093333 cutting edges can be applied per second.

この1つの切れ刃が0.15μm以下の切り込みを入れて、仮にその1/5である0.03μmほど、1秒あたりに除去するとする。そうすれば、2093333個の微小切刃であれば1秒当たり、62799μmほど除去可能となり、理論上、一秒当たり6cm程度切り進めることが可能となる。   It is assumed that this one cutting edge makes an incision of 0.15 μm or less, and suppose that one third of the cutting edge, 0.03 μm, is removed per second. Then, with 2093333 micro-cutting blades, it is possible to remove about 6799 μm per second, and theoretically, it is possible to cut about 6 cm per second.

こうした点からも、理論上、25μm粒径のダイヤモンド砥粒であっても、80%以上のダイヤモンド含有量を有しておれば、ダイヤモンド砥粒同士が結合している隙間の部分は1〜2μm程度となり、その結果、過剰な切り込み量を与えることなく、安定した切り込み量として0.15μmとすることが可能となる。   From this point of view, even in the case of diamond abrasive grains having a particle diameter of 25 μm in theory, if the diamond content is 80% or more, the gap portion where the diamond abrasive grains are bonded is 1-2 μm. As a result, a stable cutting amount can be set to 0.15 μm without giving an excessive cutting amount.

また、ダイヤモンド砥粒の粒径が25μmではなく、それ以下であっても、ダイヤモンド含有量を80%以上とすれば切り込みや材料除去量の点において、臨界切り込み深さを越えることがないため問題はなく、クラックを発生することなく延性モードでの加工を行うことが可能となる。   In addition, even if the particle size of the diamond abrasive grains is not 25 μm or less, if the diamond content is 80% or more, the critical cut depth does not exceed the critical cut depth in terms of cutting and material removal. Therefore, it is possible to perform processing in a ductile mode without generating a crack.

以上のように、ダイヤモンド焼結体の場合、ダイヤモンド砥粒(ダイヤモンド粒子)間が密に詰まっているため、ダイヤモンド含有量が非常に高く、個々のダイヤモンド砥粒がそのダイヤモンド砥粒のサイズの切れ刃として作用する。   As described above, in the case of a diamond sintered body, since the diamond abrasive grains (diamond particles) are closely packed, the diamond content is extremely high, and the individual diamond abrasive grains are cut to the size of the diamond abrasive grains. Acts as a blade.

また、ダイヤモンド砥粒の粒径と比較して、ダイヤモンド砥粒間の距離が格段に小さくなり、切り込み量として正確に制御することが可能となる。その結果、切り込み深さが所定の当初目論んだ切り込み深さ以上に大きくなることはなく、加工中絶えず安定した切り込み深さを保証する。その結果、ミス無く、延性モードの切断加工を行うことが可能となる。   In addition, the distance between the diamond abrasive grains is much smaller than the particle diameter of the diamond abrasive grains, and the cut amount can be accurately controlled. As a result, the depth of cut is not greater than the predetermined initially intended depth of cut, which guarantees a constantly stable depth of cut during machining. As a result, it is possible to perform the ductile mode cutting without error.

なお、25μm程度の大きい粒径では、ダイヤモンド砥粒の含有率をさらに多くすることができ、通常市販されているものであれば93%程度の含有率(ダイヤモンド含有量)のものがある。そうであれば、なおさら、焼結助剤の割合が減少し、すなわち、ダイヤモンド砥粒同士の隙間は、実際微小になる。   When the particle size is as large as about 25 μm, the content of diamond abrasive grains can be further increased. Some commercially available diamond abrasives have a content of about 93% (diamond content). If so, the proportion of the sintering aid is further reduced, that is, the gap between the diamond abrasive grains is actually very small.

ただし、25μm以上の大きい粒径のダイヤモンドを使用する場合、先に述べたように切れ刃間隔としては、延性モード加工を行う上で十分なのであるが、一方でブレードの刃厚を50μm以下とする場合には、そうした大きい砥粒では製作することはできない。   However, when using a diamond having a large particle size of 25 μm or more, as described above, the cutting edge interval is sufficient to perform ductile mode processing, but on the other hand, the blade thickness of the blade is 50 μm or less In some cases, such large abrasives cannot be manufactured.

なぜならば、例えば、40μmの刃厚で製作する場合は、少なくともブレード断面に二つ以上のダイヤモンド砥粒を擁していないとならないが、理論上二つ入らず、1.6個となる
からである。
This is because, for example, in the case of manufacturing with a blade thickness of 40 μm, at least two or more diamond abrasive grains must be provided in the blade cross section, but theoretically, two are not included and the number is 1.6.

[ワーク材料の変形を考慮したブレードの刃厚について]
延性モードの加工を安定して行うためには、前述したように、深さ方向においては切り込みを0.15μm程度以下にする必要がある。この切り込みを安定的に行うためには、切り込み幅から考慮されるワーク材料の厚み方向変位(縦方向変位)も考慮しなくてはならない。
[About the blade thickness considering the deformation of the work material]
In order to stably perform ductile mode processing, it is necessary to reduce the depth of cut to about 0.15 μm or less as described above. In order to perform this cutting stably, it is necessary to consider the thickness direction displacement (longitudinal direction displacement) of the work material which is considered from the cutting width.

すなわち、広い範囲でブレード面(ブレード26の回転軸に垂直な面)に平行な方向に切り込みを入れて除去する場合、それに伴うワーク材料の変形は縦方向(切り込み深さ方向)にも広がる。すなわち、ワーク材料のポアソン比を考慮して、ある程度有限の切り込み幅とする必要がある。なぜなら、極端に切り込み幅を大きくすると、ポアソン比の影響による材料変形で縦方向にもその変形余波が及んでしまう。これにより、所定の設定した臨界切り込み深さ以上の切り込み量が入ってしまい、結果的にワークWの割れを誘起することがあるためである。   That is, when a cut is made in a wide range in a direction parallel to the blade surface (a surface perpendicular to the rotation axis of the blade 26) and removed, the deformation of the work material accompanying the cut is also spread in the vertical direction (cut depth direction). In other words, it is necessary to take the Poisson's ratio of the work material into consideration and to make the cut width somewhat finite. This is because, if the cut width is extremely increased, the material after deformation due to the Poisson's ratio will have an after-deformation in the longitudinal direction. As a result, a cut amount equal to or larger than the predetermined critical cut depth is formed, and as a result, the work W may be cracked.

ここで、ポアソン比の影響を考慮した場合に安定的に切り込みを与えることができるブレードの刃厚(ブレード幅)について検討する。表4は、脆性材料のヤング率とポアソン比との関係を示したものである。   Here, the blade thickness (blade width) of the blade that can stably give a cut when the influence of the Poisson's ratio is considered will be examined. Table 4 shows the relationship between the Young's modulus of the brittle material and the Poisson's ratio.

ここでは、1つの切れ刃がワーク材料に切り込むものとする。また、細いストレートなブレード先端は、特段恣意的に鋭利化するものではなく通常に加工すると、断面形状は略半円形になるものとする。   Here, it is assumed that one cutting edge cuts into the work material. In addition, the thin straight blade tip is not particularly sharpened arbitrarily, but if it is processed normally, the cross-sectional shape is assumed to be substantially semicircular.

そうした場合、例えば0.15μmの切り込みを直方体状のもので与えるとすれば、略1μm程度の幅で平行に切り込みを与えると、ポアソン比によれば、付随的に縦方向に単純に0.17μm程度変位することになり、これは実際の切り込み量近くになる。実際は、ポアソン比の影響は縦変位のみならず、水平方向にも及ぶため、概算で1μm程度の幅であれば切り込み量として与えることができる。   In such a case, for example, if a notch of 0.15 μm is given by a rectangular parallelepiped shape, if a notch is given in parallel with a width of about 1 μm, according to Poisson's ratio, it will be incidentally simply displaced about 0.17 μm in the vertical direction This is close to the actual cutting depth. Actually, the Poisson's ratio affects not only the vertical displacement but also the horizontal direction, and therefore, it can be given as a cutting depth if the width is approximately 1 μm.

しかし、図19に示すように、略半円状のブレード先端(ブレード外周端部)をワーク材料に対して0.15μm切り込む場合は、その幅として平行に一様に変位させているわけではないので、外周の立ち上がりを考慮すると、約5μmの円弧状の幅であればポアソン比の影響を受けずに切り込むことが可能となる。すなわち、Rsinθ=2.5となり、R(1-cosθ)=0.15となる。   However, as shown in FIG. 19, when the substantially semicircular blade tip (blade outer peripheral end) is cut into the work material by 0.15 μm, the width is not uniformly displaced in parallel. In consideration of the rise of the outer circumference, it is possible to cut without being affected by the Poisson's ratio if the width of the arc is about 5 μm. That is, Rsin θ = 2.5 and R (1-cos θ) = 0.15.

これを逆算すると、先端部分のブレード半径は約25μm程度となり、上記5μm幅の切り込みを与える頂角は12度程度になる。   When this is calculated backward, the radius of the blade at the tip is about 25 μm, and the apex angle at which the above-mentioned 5 μm width cut is about 12 degrees.

よって、材料に切り込むブレードの幅としては、約50μm以内には抑えておく必要がある。それ以上となると、各点平面的に同時に材料に作用することになり、時として微小なクラックを誘発することにつながる。   Therefore, it is necessary to keep the width of the blade cut into the material within about 50 μm. If it exceeds this, it will act on the material simultaneously at each point plane, sometimes leading to micro cracks.

なお、それ以上の曲率、すなわち、30μm程度のブレード厚みであれば、基本的に上記の状態よりも局所的に切れ刃が作用するため、基本的に切れ刃の横幅が切り込み深さに影響を及ぼすことはなく安定的に切り込むことができる。   Note that if the curvature is greater than that, that is, if the blade thickness is about 30 μm, the cutting edge basically acts more locally than in the above state, so that the lateral width of the cutting edge basically affects the cutting depth. It has no effect and can be cut stably.

なお、ブレードの幅については、延性モードの加工を行う上での観点もあるが、ブレード単体の座屈強度とも大きく関係する。   Although the width of the blade has a viewpoint in performing ductile mode processing, the width of the blade is greatly related to the buckling strength of the blade alone.

上記ブレードの幅は、ワーク厚みからも制限を受ける。   The width of the blade is also limited by the thickness of the work.

ここで、ブレードの幅とワーク厚みの関係を示す。   Here, the relationship between the width of the blade and the thickness of the work will be described.

ワークは、一般的にはダイシングテープに支えられている。ダイシングテープは弾性体であるため、ワークのような硬い材料とは異なり、少しの応力で多少なりとも縦方向(Z方向)に変位しやすい。ここで、ワークをブレードで切断する際には、ワーク内の切断される部分の断面形状、図20Aに示される斜線部分が重要になる。   The work is generally supported by a dicing tape. Since the dicing tape is an elastic body, unlike a hard material such as a work, the dicing tape is easily displaced in the vertical direction (Z direction) with a little stress. Here, when the work is cut by the blade, the cross-sectional shape of the part to be cut in the work and the hatched portion shown in FIG. 20A are important.

ブレード厚み(ブレード接触領域)lがワーク厚みhよりも大きいl>hの場合、図20Bに示すようにブレードが接する部分(加工除去される部分)は横長の長方形になる。こうした除去対象の断面部分が横長の長方形になる場合においては、上部から分布荷重が作用すると、撓みによって弓なりに曲がる状態が発生し、その撓みの最大変位は以下となる。(実際は板の撓みではあるが、単純に梁の問題と考え分布荷重が作用と仮定)   When the blade thickness (blade contact area) 1 is larger than the workpiece thickness h, l> h, the portion where the blade contacts (the portion to be processed) becomes a horizontally long rectangle as shown in FIG. 20B. In the case where the cross-sectional portion to be removed is a horizontally long rectangle, when a distributed load is applied from above, a state of bending occurs due to bending, and the maximum displacement of the bending is as follows. (Actually, it is a bending of the plate, but it is assumed that the distributed load acts simply as a beam problem.)

断面が奥行きbで高さhの長方形梁の場合、   In the case of a rectangular beam whose cross section is depth b and height h,

であるため、上式は以下となる。 Therefore, the above equation is as follows.

最大撓みは、梁の中央部分で、ワーク厚みhの3乗に反比例し、ブレード接触領域lの4乗に比例する。   The maximum deflection is inversely proportional to the cube of the work thickness h at the center of the beam, and proportional to the cube of the blade contact area l.

特に、(l/h)において、l/hが1を境にして、l/hが1より小さくなれば撓みは格段に小さくなり、逆にl/hが1より大きくなれば撓みは格段に大きくなる。これより、ブレード厚み(ブレード接触領域)lとワーク厚みhの相対的な厚みの形状で撓みが発生する場合と、発生しない場合が分かれる。 In particular, in (l / h) 3 , when l / h is smaller than 1 at 1 / h, the flexure becomes much smaller, and when l / h is greater than 1, the flexure becomes much smaller. Become larger. Thus, there is a case where bending is caused by the shape of the relative thickness between the blade thickness (blade contact area) 1 and the work thickness h, and a case where bending is not caused.

このブレード接触領域がワーク厚みよりも大きい場合(l>h)、ワークは接触領域内で撓みが発生するが、ワークが撓む場合、断続的に面内で上下に撓みによるワークの振れの振動が発生し、所定の切込みを達成できなくなる。結果的にワークの縦方向の振動でブレードから致命的な切込みが与えられ、ワーク表面に割れが発生する。   When the blade contact area is larger than the work thickness (l> h), the work bends in the contact area, but when the work bends, the vibration of the work due to the intermittent bending in the plane is vibrated. Occurs, and a predetermined cut cannot be achieved. As a result, a critical cut is given from the blade by the vertical vibration of the work, and a crack is generated on the work surface.

よって、特に本発明のPCDブレードによる加工では、クラックフリーの加工を行うため、所定の切込み深さを安定して忠実に守る必要がある。そのためには、切れ刃間隔制御による切込み深さを設定する他にも、ワークそのものの加工時おける縦振動を抑えることで、所定の切込みを精度よく確保しなればならない。   Therefore, in particular, in the processing by the PCD blade of the present invention, in order to perform crack-free processing, it is necessary to stably and faithfully protect a predetermined cutting depth. For this purpose, in addition to setting the cutting depth by controlling the cutting edge interval, a predetermined cutting must be ensured with high precision by suppressing longitudinal vibration during machining of the work itself.

そのためにも、ブレード厚みは、図20Cに示すように対象ワークの厚みよりも薄くしなければならない。   Therefore, the blade thickness must be smaller than the thickness of the target work as shown in FIG. 20C.

例えば、ワーク厚みが50μm以下の場合は、ブレードの幅(厚み)は当然50μm以下にする必要がある。   For example, when the thickness of the workpiece is 50 μm or less, the width (thickness) of the blade needs to be 50 μm or less.

この場合には、ワークは接触領域内で撓むことはない。一方、接触領域内で屈曲ないしは圧縮させる応力が働くが、ワークは横方向には密な連続体でポアソン比により変形が拘束される。そのため、局所的にはワークから反力としてブレードから与えられた応力に作用し、結果的に、割れを発生することなく所定切込みでの加工が可能となる。   In this case, the work does not bend in the contact area. On the other hand, a bending or compressive stress is applied in the contact area, but the deformation of the work is restricted by a Poisson's ratio in a laterally dense continuum. Therefore, it locally acts on the stress given by the blade as a reaction force from the work, and as a result, it is possible to perform processing at a predetermined cut without generating cracks.

[従来のブレードとの比較]
特許文献1にあるような電鋳ブレードの場合、ダイヤモンドを分散させ、その上からメッキを行うため、ダイヤモンドはまばらに存在し、しかもそれらは突き出した構成となる。その結果、突き出した部分は、当然のように過剰な切り込みを与えてしまうこともあり、脆性破壊を誘発する。なお、溝の底部や側面部も連続している部分は、ワーク材料も互いに密に構成されているため、すぐさまクラックは入りにくいが、ブレードが抜ける部分が最もクラックや割れが入りやすい。それは、ブレードが抜ける際に、バリがでることと同じであり、ワーク材料は連続ではなく支えがないからである。
[Comparison with conventional blades]
In the case of an electroformed blade as disclosed in Patent Literature 1, diamond is dispersed, and plating is performed from above. Therefore, diamonds are sparsely provided, and they have a protruding configuration. As a result, the protruding portion may naturally give an excessive cut, thereby inducing brittle fracture. Since the work material is also densely formed in the portion where the bottom and side portions of the groove are continuous, cracks are unlikely to occur immediately, but cracks and cracks are most likely to occur in portions where the blade comes off. This is similar to the occurrence of burrs when the blade comes off, because the work material is not continuous and free-standing.

また、特許文献2のブレードの場合は、CVD法で成膜されているために、突出したクラックはない。ただし、ブレード端部の切れ刃の配列、ブレード側面部の平面状態やうねりなど、制御することは不可能である。   Further, in the case of the blade of Patent Document 2, since the film is formed by the CVD method, there is no protruding crack. However, it is impossible to control the arrangement of the cutting edges at the blade end, the plane state and the undulation of the side surface of the blade, and the like.

特に、ブレード側面部に限れば、成膜時の膜厚むらはそのままブレードの厚みむらに相当する。また、成膜の表面そのものは無垢な面であるため、材料側面と完全に接触して摩擦熱を誘発することや、微妙なうねりがあり、そのうねりで材料を叩き割ることもある。   In particular, as far as the blade side surface is concerned, the film thickness unevenness at the time of film formation directly corresponds to the blade thickness unevenness. In addition, since the surface of the film itself is a solid surface, the film may come into complete contact with the side surface of the material to induce frictional heat, or there may be a slight undulation, and the undulation may break the material.

それに対して、本実施形態のブレード26では、軟質金属の焼結助剤を用いて焼結されたダイヤモンド焼結体で一体的に構成されるため、ブレード外周端部とブレード側面部を摩耗処理で成形することが可能となる。特にブレード外周端部は切れ刃となるため、前述のように、所定の切れ刃とするためにさらに摩耗処理条件を変更することも可能である。一方、ブレード側面部の役割としては、切り屑を排除することがまず第一にあるが、ワーク側面との接触を加味すると、ある程度の接触しつつも、過度に接触せず、安定してワーク側面を微小に削る程度に荒らされていることが望ましい。   On the other hand, the blade 26 of the present embodiment is integrally formed of a diamond sintered body sintered by using a soft metal sintering aid, so that the outer peripheral edge of the blade and the side surface of the blade are subjected to wear treatment. It is possible to mold with. In particular, since the outer peripheral edge of the blade becomes a cutting edge, as described above, it is also possible to further change the wear treatment conditions in order to obtain a predetermined cutting edge. On the other hand, the role of the blade side is to remove chips first, but taking into account the contact with the side of the work, it is possible to stabilize the work It is desirable that the surface is roughened to a small extent.

このようにブレードの外周端部と、ブレード側面部をそれぞれその状態に応じて所望の表面状態を設計し、そのような表面に製作できることについていずれの引用文献の技術も不可能である。   As described above, it is impossible for any of the techniques disclosed in the cited documents to design a desired surface state according to the state of the outer peripheral end portion of the blade and the side surface portion of the blade, and to manufacture such a surface.

なお、スクライビングで使用されるブレードの場合、以下のような理由から延性モードでの加工には適さない。   The blade used for scribing is not suitable for processing in ductile mode for the following reasons.

すなわち、スクライビングでは、ブレード自体を回転させるわけではないので、等間隔に揃った微小な切れ刃自体が必要になるものではない。また、たとえ、切れ刃があったとしても、ミクロンオーダの結晶粒界に沿った微小切刃でなく、大きい切れ刃とする場合、高速回転のダイシングでは材料にクラックを与えてしまい到底使用することはできない。   That is, in scribing, the blade itself is not rotated, so that minute cutting edges that are equally spaced are not required. In addition, even if there is a cutting edge, if the cutting edge is not a small cutting edge along the crystal grain boundary of micron order but a large cutting edge, cracking will be given to the material in high-speed rotation dicing and it should be used at all. Can not.

また、結晶粒界に沿った微小な切れ刃をもつブレードをスクライビングで使用しても、その微小な切れ刃はスクライビングのクラックを与える切れ刃として機能するものではない。   Further, even if a blade having a small cutting edge along a crystal grain boundary is used for scribing, the small cutting edge does not function as a cutting edge that gives a scribe crack.

また、スクライビングは、ブレードを鉛直方向に押圧する。そのため、ブレード内を通す軸に垂直下方向に応力を与え、ブレードを軸に対して滑るように構成する。軸とブレードを固定して使用するものではないため、軸に対するブレードのクリアランスは低く、また、ブレード自体が高速回転しないので、ブレードの片側面に基準面を設ける必要もない。   Scribing also presses the blade in the vertical direction. Therefore, stress is applied vertically downward to the axis passing through the blade, and the blade is configured to slide on the axis. Since the shaft and the blade are not fixedly used, the clearance of the blade with respect to the shaft is low, and since the blade itself does not rotate at high speed, there is no need to provide a reference surface on one side of the blade.

また、50μm以下、とりわけ30μm以下の細い刃先のスクライビング用のブレードを製作しても、ブレードは薄い軸受けで受け、またブレードの片側面に広い面で受ける基準面が存在しないため、ワークに対する精度良い真直度を確保できない。その結果、細い刃先のブレードは座屈変形してしまうことになり使用できない。   In addition, even if a scribing blade with a narrow cutting edge of 50 μm or less, particularly 30 μm or less is manufactured, the blade is received by a thin bearing, and since there is no reference surface received on a wide surface on one side of the blade, accuracy with respect to the workpiece is good. Straightness cannot be secured. As a result, the blade with a thin cutting edge is buckled and cannot be used.

[ブレードの強度について]
次に、ブレード材料の強度(弾性率)とワーク材料の強度(弾性率)の関係について述べる。
[About blade strength]
Next, the relationship between the strength (elastic modulus) of the blade material and the strength (elastic modulus) of the work material will be described.

ブレードがワークに一定量切り込んでそのまま切り進めるためには、ブレード材料はワーク材料に対して大きい強度が必要となる。仮に、単純にブレード材料がワーク材料に対して軟らかい材料、すなわちヤング率の小さい材料で構成されていた場合、極細いブレード先端部分をワーク表面に作用させ、ブレードを進めようとしても、ワーク材料が高弾性率の部材であればワーク表面を微小に変形させることができず、それを無理に変形させようとすると、ブレード自体が座屈変形する。そのため、結果的に加工が進行しない。ここで、両端支持の長柱の座屈荷重Pは次式で与えられる。   In order for the blade to cut a fixed amount into the work and to proceed as it is, the blade material needs to have a large strength with respect to the work material. If the blade material is simply made of a material that is softer than the work material, that is, a material having a small Young's modulus, the work material will not work even if the very thin blade tip acts on the work surface and the blade is advanced. If the member has a high elastic modulus, the surface of the work cannot be minutely deformed. If the member is forcibly deformed, the blade itself is buckled. Therefore, processing does not progress as a result. Here, the buckling load P of the long column supported at both ends is given by the following equation.

なお、E:ヤング率、I:断面二次モーメント、l:長柱の長さ(ブレード径に対応)とする。   E: Young's modulus, I: Second moment of area, l: Length of long column (corresponding to blade diameter).

仮に、ワーク材料より低い弾性率を有するブレードの場合、ブレードの座屈変形を抑えながら加工を進展させるのであれば、座屈変形しない程度の断面二次モーメントが必要となり、具体的にはブレード厚みを分厚くせざるを得ない。しかし、特に脆性材料を加工する場合でブレード厚みがワーク厚みより厚い場合、ワーク材料表面を変形させ押し割ってしまう。よって、ブレード厚みはワーク厚みよりも薄くしなくてはならない。   If the blade has a lower elastic modulus than the work material, if the processing proceeds while suppressing the buckling deformation of the blade, a second moment of area that does not cause buckling deformation is required. Have to be thick. However, particularly when processing a brittle material, if the blade thickness is larger than the work thickness, the work material surface is deformed and cracked. Therefore, the blade thickness must be smaller than the work thickness.

そうすれば、結果的には、ブレード材料はワーク材料よりも高弾性率のものを使用しなくてはならないことになる。   As a result, the blade material must have a higher elastic modulus than the work material.

こうした関係は、従来の電鋳ブレードと本実施形態のブレード26との差に相当する。すなわち、電鋳ブレードは、ニッケル等の結合材で結合しており素材的にはニッケルベースとなる。ニッケルのヤング率は219GPaであるが、例えばSiCは450GPaである。ニッケルに電着されているダイヤモンド砥粒自体は970GPaであるが、それらは個別に独立に存在するため、結果的にニッケルのヤング率に支配される。そうすれば、原理上、ワーク材料が高弾性であるため、付随的にブレード厚みを増して対応しなくてはならない。その結果、電鋳ブレードの厚みを太くして接触面積を大きくすることを余儀なくされ、クラックや割れを誘発することになる。   Such a relationship corresponds to the difference between the conventional electroformed blade and the blade 26 of the present embodiment. That is, the electroformed blade is bonded by a bonding material such as nickel and is nickel-based in material. Nickel has a Young's modulus of 219 GPa, for example, SiC is 450 GPa. The diamond abrasive grains electrodeposited on nickel are themselves 970 GPa, but since they exist individually and independently, they are eventually governed by the Young's modulus of nickel. Then, in principle, since the work material is highly elastic, it is necessary to cope with the problem by additionally increasing the thickness of the blade. As a result, it is necessary to increase the contact area by increasing the thickness of the electroformed blade, which causes cracks and cracks.

これに対して、本実施形態のブレード26の場合、ダイヤモンド焼結体のヤング率はダイヤモンド同士が結合しているため、700〜800GPa相当である。これは、ほとんどダイヤモンドのヤング率に匹敵する。   On the other hand, in the case of the blade 26 of the present embodiment, the Young's modulus of the diamond sintered body is equivalent to 700 to 800 GPa because diamonds are bonded to each other. This is almost comparable to the Young's modulus of diamond.

ここで、ブレード26の弾性率がワークWの弾性率に比べて大きい場合、ブレード26は切り込みを与えた際に、ブレード26ではなくワークW側の表面が変形することになる。ワークW側が変形したまま、そのまま切り込みを入れて加工除去していくことが可能となる。しかも、その過程でブレード26が座屈変形することはない。よって、非常に鋭利なブレード26であっても、座屈することなく加工を進めることが可能となる。   Here, when the elastic modulus of the blade 26 is larger than the elastic modulus of the work W, when the blade 26 is cut, not the blade 26 but the surface on the work W side is deformed. With the work W side deformed, it is possible to make a cut and process and remove it. In addition, the blade 26 does not buckle in the process. Therefore, even with a very sharp blade 26, processing can be performed without buckling.

表5に各材料のヤング率を示す。表4から明らかなように、ダイヤモンド焼結体(PCD)は、サファイアやSiCなどの大抵の材料と比較しても格段にヤング率が高い。このため、ワーク材料厚みより細いブレードであっても加工することが可能となる。   Table 5 shows the Young's modulus of each material. As is clear from Table 4, the sintered diamond (PCD) has a significantly higher Young's modulus than most materials such as sapphire and SiC. For this reason, it is possible to process even a blade thinner than the thickness of the work material.

次に、ワーク材料とブレード材料の硬度の関係を述べるが、高度の関係も先の弾性率と同様である。   Next, the relationship between the hardness of the work material and the hardness of the blade material will be described.

ブレード材料の硬度がワーク材料の硬度に比べて低い場合、例えば電鋳ブレードの場合は、ダイヤモンドを軟質の銅やニッケルが支えている。表面のダイヤモンド砥粒は非常に硬度が高いが、その下でダイヤモンド砥粒を支えているニッケルの硬度は、ダイヤモンドと比較すると極めて低い。よって、ダイヤモンド砥粒に衝撃が与えられると、その下のニッケルが衝撃を吸収することになる。結果的に、電鋳ブレードの場合はニッケルの硬度が支配的になるため、結果、硬質のダイヤモンド砥粒がワーク材料に衝突し、ワークに切り込みを与えようとしても、結合材がその衝撃を吸収するため、結果的に所定の切り込みを与えることが難しい。よって、加工を進行させるためには、ある一定以上のブレード回転数をダイヤモンドに衝撃的に与えないことには加工が進まない。また、この際にニッケルに一瞬衝撃が吸収され、その反力がダイヤモンド砥粒にのって大きな力でワーク材料を押圧するため、ワーク材料を脆性破壊させてしまう。   When the hardness of the blade material is lower than the hardness of the work material, for example, in the case of an electroformed blade, soft copper or nickel supports diamond. Although the diamond abrasive on the surface is very hard, the hardness of the nickel supporting the diamond abrasive underneath is extremely low as compared with diamond. Therefore, when an impact is given to the diamond abrasive grains, the nickel thereunder absorbs the impact. As a result, in the case of electroformed blades, the hardness of nickel becomes dominant, and as a result, even if hard diamond abrasive particles collide with the work material and try to cut the work, the binder absorbs the impact Therefore, it is difficult to give a predetermined cut as a result. Therefore, in order to advance the processing, the processing does not proceed unless a certain number of rotations of the blade is applied to the diamond. At this time, the shock is momentarily absorbed by nickel, and the reaction force presses the work material with a large force on the diamond abrasive grains, so that the work material is brittlely broken.

それに対して、本実施形態のブレード26の場合、ダイヤモンド焼結体はダイヤモンド単結晶に匹敵する硬度を有し、サファイア、SiCなどの硬脆性材料と比較しても格段に高い硬度である。その結果、ダイヤモンド焼結体の表面に形成される凹部からなる切れ刃(微小切刃)がワーク材料に作用しても、その衝撃はそのまま微小な切れ刃部分に局所的に作用し、鋭利な先端部分と相まって、極微小部分を精度よく除去加工することが可能となる。   On the other hand, in the case of the blade 26 of the present embodiment, the diamond sintered body has a hardness comparable to that of a diamond single crystal, and has a significantly higher hardness than hard brittle materials such as sapphire and SiC. As a result, even if a cutting edge (a minute cutting edge) formed of a concave portion formed on the surface of the diamond sintered body acts on the work material, the impact acts locally on the minute cutting edge portion as it is, and a sharp edge is formed. In combination with the tip portion, it is possible to precisely remove the minute portion.

以上説明したように、本実施形態によれば、ダイヤモンド砥粒82の含有量が80%以上からなるダイヤモンド焼結体80によって円盤状に一体的に構成され、このブレード26の外周部にはダイヤモンド焼結体80の表面に形成された凹部からなる切れ刃(微小切刃)が周方向に沿って連続的に配列された切刃部40が設けられる。このため、従来の電鋳ブレードに比べて、ワークWに対するブレード26の切り込み深さ(切り込み量)を高精度に制御することが可能となる。これにより、過剰な切り込みが与えられることなく、ワークWに一定の切り込み深さを与えながら、ワークWをブレード26に対して相対的に移動させることができる。その結果、脆性材料から構成されるワークWに対しても、ブレード26の切り込み深さをワークの臨界切り込み深さ以下に設定した状態で切り込みを行うことが可能となり、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the diamond sintered body 80 in which the content of the diamond abrasive grains 82 is 80% or more is integrally formed in a disk shape. The cutting blade portion 40 is provided in which cutting blades (micro cutting blades) formed of concave portions formed on the surface of the sintered body 80 are continuously arranged along the circumferential direction. For this reason, it is possible to control the cutting depth (cutting amount) of the blade 26 with respect to the work W with higher precision than the conventional electroformed blade. Thus, the work W can be moved relatively to the blade 26 while giving a constant cut depth to the work W without giving an excessive cut. As a result, it is possible to cut the work W made of a brittle material with the cutting depth of the blade 26 set to be equal to or less than the critical cutting depth of the work, thereby causing cracks and cracks. In addition, the cutting process can be stably and accurately performed in the ductile mode.

また、ダイヤモンド焼結体80の表面に形成された凹部は、ワークWを加工する際に生じる切り屑を搬送するポケットとして機能する。これにより、切り屑の排出性が向上するとともに、加工時に生じる熱を切り屑とともに排出することが可能となる。また、ダイヤモンド焼結体80は熱伝導率が高いので、切断加工時に発生する熱がブレード26に蓄積されることがなく、切断抵抗の上昇やブレード26の反りを防ぐ効果もある。   In addition, the concave portion formed on the surface of the diamond sintered body 80 functions as a pocket for transporting chips generated when processing the work W. Thereby, the discharge performance of the chips is improved, and the heat generated during processing can be discharged together with the chips. In addition, since the diamond sintered body 80 has a high thermal conductivity, heat generated during cutting processing is not accumulated in the blade 26, and there is also an effect of preventing an increase in cutting resistance and warpage of the blade 26.

また、本実施形態のブレード26を用いたダイシング加工では、ブレード26の回転方向はダウンカット方向であることが好ましい。すなわち、ワークWに対して切り込みを与えながら、ワークWをブレード26に対して相対的に移動させる際、図14に示したように、ブレード26の切れ刃がワーク表面に切り入るような回転方向にブレード26を回転させながらダイシング加工を行う態様が好ましい。   Further, in the dicing process using the blade 26 of the present embodiment, it is preferable that the rotation direction of the blade 26 is the down-cut direction. That is, when the workpiece W is relatively moved with respect to the blade 26 while giving a cut to the workpiece W, as shown in FIG. 14, the rotation direction is such that the cutting edge of the blade 26 cuts into the workpiece surface. It is preferable that the dicing process is performed while rotating the blade 26.

また、本実施形態のブレード26を用いたダイシング加工では、ブレード26によってワークWに一定の切り込み深さを与えながら、ワークWをブレード26に対して相対的に移動させる際、ブレード26に微粒子を与えながら行う態様が好ましい。   Further, in the dicing process using the blade 26 of the present embodiment, when the workpiece W is relatively moved with respect to the blade 26 while giving a constant cutting depth to the workpiece W by the blade 26, fine particles are applied to the blade 26. An embodiment in which the treatment is performed while feeding is preferred.

ここで、上記態様が好ましい理由について、以下に詳しく説明する。   Here, the reason why the above embodiment is preferable will be described in detail below.

本実施形態のようにダイヤモンド焼結体で構成された円盤状のブレードの場合、ダイヤモンド粒子の間である粒界部分に凹みができる。その凹み部分が切れ刃として作用する。または、自然に形成された粗さによる凹凸で切れ刃が形成され、特に凹部分に切れ刃が形成される。   In the case of a disk-shaped blade made of a diamond sintered body as in the present embodiment, a dent is formed in a grain boundary portion between diamond particles. The concave portion functions as a cutting edge. Alternatively, a cutting edge is formed by unevenness due to naturally formed roughness, and particularly, a cutting edge is formed in a concave portion.

ブレードの外周部分の作用は、主として切れ刃が作用してワークに切れ刃を切り込んでさらに切り進めながら、切り屑を除去していかなければならない。   The function of the outer peripheral portion of the blade is to remove chips while the cutting edge acts mainly to cut the cutting edge into the work and further advance the cutting.

一方、ブレード側面はワークを切り進めるというよりは、既にブレード先端部で切り進められた側面をブレードの側面で削りながら馴らすことが重要になる。そのためには、ブレード側面は切れ刃が積極的に作用するというよりも、ワーク側面とブレード側面とが食いつくことなく、スムーズに潤滑しながら、ワーク側面を削る必要がある。   On the other hand, it is more important to adjust the side of the blade that has already been cut at the tip of the blade than the side of the blade, rather than cutting the work. For that purpose, it is necessary to grind the work side surface while smooth lubrication without cutting off the work side surface and the blade side surface, rather than the cutting edge acting positively on the blade side surface.

このブレード側面においてワーク側面とブレード側面とを食いつくことなくスムーズに潤滑させる方法として、ダイシングブレードに微粒子を作用させることが効果的な方法である。   As a method of smoothly lubricating the work side surface and the blade side surface without eroding the blade side surface, it is effective to apply fine particles to the dicing blade.

特に、ブレード先端部が除去したばかりの溝部分は、ワーク側面も新しい側面が出たばかりであり、ワーク材料によっては、非常に活性な面が現れる。活性な面は、他の材料と相互作用しやすく特にブレード材料であるダイヤモンド焼結体とくっつくこともある。こうしたことを防ぐためには、ブレード先端が除去した直後におけるブレード側面部とワーク材料との間の潤滑を考慮する必要がある。   In particular, in the groove portion that has just been removed from the blade tip, a new side surface of the work has just appeared, and a very active surface appears depending on the work material. The active surface tends to interact with other materials and may even stick to the diamond material, particularly the blade material. In order to prevent such a situation, it is necessary to consider lubrication between the blade side surface and the work material immediately after the blade tip is removed.

そこで、焼結ダイヤモンドで構成されたブレード側面に微粒子を作用させることがブレードとワークの間の潤滑効果を向上させる効果として大きい役割を果たす。   Therefore, the action of fine particles on the side surface of the blade made of sintered diamond plays an important role as an effect of improving the lubrication effect between the blade and the work.

焼結ダイヤモンドで構成されたブレードの側面に、微粒子を作用させる場合、焼結ダイヤモンドは先にも述べたように、粒界部分や自然な粗さで構成された凹凸表面において、凹みの部分を多く有している。その凹み部分に微粒子が取り込まれる。ブレード側面がワークに擦られながら加工する際に、そのダイヤモンド焼結体で形成された凹み部分に溜まった微粒子が、飛び出してきてブレード側面とワーク側面の間を連続的に転動する。この連続的な微粒子の転動を「ベアリング効果」とよぶが、ブレードとワーク表面との食い付きを防止して、ブレードとワークの間の潤滑効果を形成する。   When fine particles act on the side surface of a blade made of sintered diamond, as described above, the sintered diamond forms a concave part on the grain boundary part or on the uneven surface composed of natural roughness. Has many. Fine particles are taken into the recess. When the blade side surface is processed while being rubbed against the work, the fine particles accumulated in the concave portion formed by the diamond sintered body fly out and roll continuously between the blade side surface and the work side surface. This continuous rolling of fine particles is referred to as a "bearing effect", which prevents the blade from biting between the work surface and forms a lubricating effect between the blade and the work.

また、この潤滑効果は、単純にブレードとワーク間の食い付きを防止する潤滑効果だけにとどまらない。微粒子のベアリング効果は、転動する微粒子はワークの側面を研磨する作用も持ち合わせる。   The lubricating effect is not limited to the lubricating effect of simply preventing the blade and the work from biting. The rolling effect of the fine particles has a function of polishing the side surface of the work.

微粒子が転動することによって、微粒子がワーク側面に擦れることによって、ワーク側面の研磨を行い、その結果、ワーク側面は単純に固定砥粒で研削したような研削条痕を残すことなく、きれいな鏡面を形成することができる。   The rolling of the fine particles causes the fine particles to rub against the side of the work, thereby polishing the side of the work.As a result, the side of the work has a clean mirror surface without leaving any grinding marks as if it were simply ground with fixed abrasive grains. Can be formed.

こうした潤滑効果は、回転に沿った形でブレード両側面に溝が形成されている場合、微粒子が転動しやすくなり、すなわちベアリング効果が現れる。例えば、ブレード半径方向の断面において、ブレードがワークに入り込む部分の断面部分において側面表面を細かいV字の溝を切り込んでおくとよい。すると、微粒子がV溝の間に入り込み、ブレードの回転に伴って、V溝に沿って転動する。その結果、ワーク材料とブレードの間で微粒子がV字溝に沿って転動しベアリング効果が現れる。転動効果が現れると、微粒子は固定砥粒とは異なってある程度個々の微粒子が方向を変えてランダムに作用するため、一方向の研削条痕が残ることはなく、ワーク材料側面は研磨効果が発揮される。結果的に研削条痕を除去した鏡面を得ることが可能となる。   As for such a lubricating effect, when grooves are formed on both side surfaces of the blade along the rotation, the fine particles easily roll, that is, a bearing effect appears. For example, in the cross section in the blade radial direction, a fine V-shaped groove may be cut in the side surface at the cross section of the portion where the blade enters the work. Then, the fine particles enter between the V grooves and roll along the V grooves with the rotation of the blade. As a result, the fine particles roll along the V-shaped groove between the work material and the blade, and a bearing effect appears. When the rolling effect appears, the fine particles are different from the fixed abrasive particles and the individual fine particles change the direction to some extent and act randomly, so there is no grinding streak in one direction, and the polishing effect on the side of the workpiece material Be demonstrated. As a result, it is possible to obtain a mirror surface from which grinding streaks have been removed.

このような微粒子を利用しながら加工する方式として、例えば微粒子を予め焼成するなどして固めておいて、その固めた微粒子で形成したブレードの表面から微粒子がこぼれ落ちながら、こぼれ落ちた微粒子がブレード側面で転動して鏡面加工するブレードを想起するかもしれない。   As a method of processing using such fine particles, for example, the fine particles are solidified by baking in advance, and while the fine particles are spilling from the surface of the blade formed by the solidified fine particles, the spilled fine particles are on the side of the blade. You may recall a blade that rolls and mirrors.

しかし、こうした転動させる微粒子をあらかじめブレード表面に焼成したブレードでは、加工が進行すると共に、ブレードは微粒子が脱落する分、徐々に細くなっていく。すなわち、安定した一定の溝幅を形成することはできない。また、安定して絶えず連続して微粒子を供給し続けることも難しくなる。   However, in the case of such a blade in which the fine particles to be rolled are preliminarily baked on the blade surface, as the processing proceeds, the blade gradually becomes thinner as the fine particles fall off. That is, a stable and constant groove width cannot be formed. Also, it is difficult to stably and continuously supply fine particles.

また、微粒子を連続的に作用させるためには、ブレード側面が連続的に摩耗しながら、微粒子を供給することを意味するが、このようなブレードでは微粒子を蓄えておく凹み部分を安定して構成することは難しく、また凹み部分を硬度が高いダイヤモンドで形成することもできない。また、ブレード部材そのものも剛性の高い恣意的な凹凸を形成したブレードを供給することはできない。   Also, in order for the fine particles to act continuously, it means that the fine particles are supplied while the blade side surface is continuously worn, but in such a blade, the concave portion for storing the fine particles is configured stably. It is difficult to do so, and the recessed portion cannot be formed of diamond having high hardness. In addition, the blade member itself cannot supply a blade having arbitrary rigid irregularities with high rigidity.

さらに、こうした剥がれやすい材料では、下地を支えるブレード自体の硬度が確保できないため、微粒子が転動しながらも、ワークに一定の切込みを与えることが難しくなる。   Further, with such easily peelable materials, the hardness of the blade itself that supports the substrate cannot be ensured, so that it is difficult to give a constant cut to the work even when the fine particles roll.

一方、従来のニッケルなどの結合材で固めた電鋳ブレードではこうした潤滑効果は得られない。なぜなら、電鋳ブレードでは結合材の表面に対してところどころダイヤモンドが突き出した形態をしている。すなわち、平面上にところどころ突起物があるような表面形態をしている。   On the other hand, such a lubricating effect cannot be obtained with a conventional electroformed blade solidified with a binder such as nickel. This is because the electroformed blade has a form in which diamond protrudes from the surface of the binder in some places. In other words, the surface has a form in which there are projections on a plane.

ダイヤモンドが突き出した状態で存在するため、基準平面を形成する結合材が除去されていくと、砥粒の臨界切込み深さを制御できなくなる。よって致命的なクラックをワーク側面に及ぼしてしまう。上記態様のように微粒子を流入させるにしても、一部場合によっては凹みがなくてもワーク側面は鏡面化するかもしれないが、ブレード側面に微粒子を作用させて研磨効果を発現させるにしても、一方で固定砥粒の突き出したダイヤモンドが研削する状況の場合、依然ワーク側面部分は研削条痕が残るとともに、突き出しによる潜在的なクラックが入り込む。転動しながら鏡面化させる微粒子の効果は、こうした一方でクラックを及ぼしながら脆性破壊を伴う加工現象と併用すると意味を成さなくなってしまう。   Since the diamond is protruding, the critical depth of cut of the abrasive grains cannot be controlled as the binder forming the reference plane is removed. Therefore, a fatal crack is exerted on the side of the work. Even if the fine particles are allowed to flow as in the above embodiment, the work side surface may be mirror-finished even in some cases without a dent, but even if the fine particles act on the blade side surface to exert a polishing effect. On the other hand, in the case where the diamond protruding from the fixed abrasive grains is ground, a grinding streak still remains on the side surface of the work, and a potential crack due to the protruding enters. On the other hand, the effect of the fine particles that are mirror-finished while rolling is meaningless when used in combination with a processing phenomenon involving brittle fracture while exerting a crack.

また、ブレード表面を見た場合、平面の中に突出したダイヤモンドが散らばっている状態にある。すなわち、微粒子がブレード側面に蓄える凹みの部分が存在しない。   When the blade surface is viewed, the protruding diamonds are scattered in a plane. That is, there is no concave portion where the fine particles accumulate on the blade side surface.

仮に、ダイヤモンドが抜け落ちた部分、すなわちニッケルなどの結合材の間に微粒子が蓄えられたとしても、ニッケルなどの金属材料によって形成された凹み部分では、微粒子に使用される材料と比べ硬度が低い。凹み部分から微粒子が抜け出したとしても、ニッケルなどの金属材料で周囲が形成された凹み部分は、凹み部分が切れ刃としての作用を持たないばかりか、微粒子が抜け出した部分は、逆にそのニッケルなどの軟質金属のブレード側が摩耗するだけで、一方ワークを研磨除去する効果はほとんどない。その結果、ブレード自体が徐々に削ぎとられていくだけで、ワークを研磨する効果を期待できない。   Even if the fine particles are stored between the diamond-dropped portions, that is, the binding material such as nickel, the hardness of the concave portion formed of a metal material such as nickel is lower than that of the material used for the fine particles. Even if the fine particles come out of the concave portion, the concave portion formed with a metal material such as nickel does not only have the concave portion functioning as a cutting edge, but the fine particle comes out of the nickel However, only the blade side of a soft metal such as abrasion wears, but there is almost no effect of polishing and removing the work. As a result, only the blade itself is gradually scraped off, and the effect of polishing the work cannot be expected.

ブレードの結合材が微粒子によって摩耗する場合、ブレード厚みが微粒子による結合材に対する研磨除去作用によって加工途中からも変化することを意味する。例えば溝加工などにおいて、溝幅を厳密に制御された場合においては、ブレードがみるみるうちに摩耗する過程では、到底使用できるものではなく、加工するブレードとして意味を成さないものとなる。   When the binder of the blade is worn by the fine particles, it means that the blade thickness changes even during the processing due to the polishing and removing action of the fine particles on the binder. For example, when the width of a groove is strictly controlled in the groove processing or the like, the blade cannot be used at all in a process where the blade is abruptly worn out, and is not meaningful as a blade to be processed.

それに対して、本実施形態のようにダイヤモンド焼結体で構成されたブレードの場合、まず、前提としてダイヤモンドの焼結体で構成されていることである。また、そのダイヤモンドの含有量も80%以上あることが望ましい。   On the other hand, in the case of a blade made of a diamond sintered body as in the present embodiment, first, it is assumed that the blade is made of a diamond sintered body. Further, the content of the diamond is desirably 80% or more.

そのダイヤモンド焼結体で構成されているブレードに対し、微粒子は焼結体の凹部に溜まり、そこからワークと擦れることによって微粒子が外へ出された状態で転動する。凹部の周囲がダイヤモンドで構成されるため、まさにダイヤモンドで構成された凹部の縁の部分で微粒子が作用しワークの研磨を行う。   The fine particles accumulate in the recesses of the sintered body with respect to the blade formed of the diamond sintered body, and rub against the work from there, so that the fine particles are rolled out in a state of being brought out. Since the periphery of the concave portion is made of diamond, fine particles act on the edge portion of the concave portion made of diamond, and the work is polished.

凹みの部分は、焼結助剤の割合が比較的高いため、摩擦によって選択的に除去されて凹みを形成しているが、凹みではない部分は逆にダイヤモンドリッチであり、ワーク材料よりも通常硬度は高くなる。よって、凹み部分から出た微粒子は凹みの縁の部分で高硬度のダイヤモンドに支えられ、その高硬度のダイヤモンドで構成される縁で微粒子が転動して作用する。その結果、ワーク側に研磨する圧力が加わって、効率的にワークを研磨する。   The dent portion is selectively removed by friction to form a dent because the ratio of the sintering aid is relatively high, but the non-dent portion is conversely rich in diamond and is usually more than the work material. Hardness increases. Therefore, the fine particles coming out of the concave portion are supported by the high-hardness diamond at the edge portion of the concave portion, and the fine particles roll and act on the high-hardness diamond edge. As a result, pressure for polishing is applied to the work side, and the work is polished efficiently.

このように、効率的な微粒子の保持と、その微粒子が硬質ダイヤモンド上で転動する効果を両立させることが可能となる。   In this way, it is possible to achieve both efficient retention of fine particles and the effect of the fine particles rolling on the hard diamond.

(微粒子の供給方法)
微粒子の供給方法としては、上記のような作用効果が得られるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す方法(第1〜第3例)を好ましく採用することができる。
(Method of supplying fine particles)
The method for supplying the fine particles is not particularly limited as long as the above-described effects can be obtained. For example, the following methods (first to third examples) can be preferably employed. .

<第1例>
微粒子の供給方法の一例(第1例)として、ブレードそのものに毛細管構造体で液体に含ませた微粒子をブレードに塗り込む方法がある。
<First example>
As an example (first example) of a method of supplying fine particles, there is a method in which fine particles contained in a liquid by a capillary structure are applied to the blade itself.

使用する微粒子としては、WAホワイトアルミナ砥粒、GCグリーンカーボランダム砥粒、ダイヤモンド砥粒:などの微粒子が好適に使用される。粒径は、0.01μmから10μm程度の様々な粒径の微粒子を使用してよい。粒径や使用する微粒子の材料は、ワーク材料やその目的に応じて適宜最適化すればよい。例えば、PC基板や銅基板のカット側面の研削条痕の除去を目的としたカッティングの場合は、粒径として1μm程度のWAが適している。   As the fine particles to be used, fine particles such as WA white alumina abrasive grains, GC green carborundum abrasive grains, and diamond abrasive grains are preferably used. Fine particles having various particle diameters of about 0.01 μm to 10 μm may be used. The particle size and the material of the fine particles to be used may be appropriately optimized according to the work material and its purpose. For example, in the case of cutting for the purpose of removing a grinding streak on a cut side surface of a PC substrate or a copper substrate, a WA having a particle size of about 1 μm is suitable.

また、これらの微粒子をそのまま粉体として使用する場合、細かい微粒子であれば高速回転するブレードの風圧で吹き飛ばされてしまう。よって、微粒子を液体に懸濁して使用するのがよい。懸濁する溶媒としては、最も簡易的な液体としては水があげられるが、ブレード表面に微粒子を効率よく付着させるためにはエタノールやIPAなどに懸濁したものでもかまわない。また、ラッピングオイルなど潤滑油を使用しても構わない。微粒子を懸濁するための溶媒は、ワークの特性などによって適宜最適化するとよい。ラッピングオイルなどを使用したとしても、ブレードのみに供給され、ワークへは直接供給されない。   When these fine particles are used as powder as they are, fine particles are blown off by the wind pressure of a blade rotating at high speed. Therefore, it is preferable to use the fine particles suspended in a liquid. As the solvent to be suspended, water is the simplest liquid, but may be suspended in ethanol, IPA, or the like in order to efficiently attach fine particles to the blade surface. Further, a lubricating oil such as a wrapping oil may be used. The solvent for suspending the fine particles may be appropriately optimized depending on the characteristics of the work and the like. Even if wrapping oil is used, it is supplied only to the blade and not directly to the work.

ブレードに供給された微粒子を含む液体は、ワークの切断面だけに作用し、ワーク表面に作用しない。したがって、ワークからしてみれば、潤滑効果で熱の発生を防ぐと共に、ワーク表面に特段の液体を供給するものでもない。そのため、従来ウェット環境では、表面のチップを濡らしてしまい、素子をだめにしてしまうワークに対しても、あたかもドライ加工のごとく加工することができる。   The liquid containing fine particles supplied to the blade acts only on the cut surface of the work, and does not act on the work surface. Therefore, from the viewpoint of the work, heat generation is not prevented by the lubrication effect, and no special liquid is supplied to the work surface. Therefore, in a conventional wet environment, even a workpiece that wets a chip on the surface and spoils an element can be processed as if it were a dry process.

液体を作用させる場所は、ワークにブレードが切り込む直前に入れるのが望ましい。ブレードは高速回転しており、一部はその遠心力で吹き飛ばされてしまうため、ブレードがワークに入り込む直前であるのが望ましい。   It is desirable that the location where the liquid acts is placed just before the blade cuts into the work. Since the blade is rotating at a high speed and a part of the blade is blown off by the centrifugal force, it is desirable that the blade is just before entering the work.

なお、ブレードに塗布するものが、微粒子を含まない液体である場合であれば、全く意味を成すものでもない。微粒子を含まない液体を塗る場合、基本的に切断したワーク側面を研磨するという能力は作用しない。よって、微粒子を含まない液体は塗布するにしても意味をなすものではない。   It should be noted that this does not make any sense if the substance applied to the blade is a liquid containing no fine particles. When a liquid containing no fine particles is applied, basically, the ability to polish the cut work side surface does not work. Therefore, it does not make sense to apply a liquid containing no fine particles.

また、微粒子を含まない液体は粘性が低く、微粒子を含ませることで微粒子と液体と間の界面張力が作用して結合力が高まり、その結果として全体的に粘性を高めることが可能となる。粘性を高めることができれば、ブレードに塗布した場合でも、ブレードの遠心力で微粒子を含む液体が吹き飛ばされることはなく、効率的にブレード側面ないしは先端にも微粒子を含む液体を塗布することが可能である。   In addition, the liquid containing no fine particles has a low viscosity, and by including the fine particles, the interfacial tension acts between the fine particles and the liquid to increase the bonding force. As a result, the viscosity can be increased as a whole. If the viscosity can be increased, the liquid containing fine particles will not be blown off by the centrifugal force of the blade even when applied to the blade, and the liquid containing fine particles can be efficiently applied to the blade side surface or tip. is there.

例えば、微粒子を含むスラリーを供給しながら、加工する方法があるが、時として、ワーク内の切断する場所以外の他の箇所を濡らしてしまうため、厳密にワークをドライな状態で加工する場合は適用できるものではない。   For example, there is a method of processing while supplying a slurry containing fine particles.However, in some cases, the work is strictly dried in a dry state because it wets other parts of the work other than the cutting place. Not applicable.

また、ワークに沿わせて液状のスラリーを供給する場合、ワークにスラリーが固着するのではなく、ワークに沿って流れる程度に粘性が低い必要がある。しかし、そうした場合、高速回転で回転するブレードにスラリーが接すると、スラリーが吹き飛ばされてしまう問題がある。特に、ダイヤモンド焼結体で構成されるブレードでは凹み部分が非常に小さくそうした部分のポケットに、効果的に微粒子を取り込む際において、ブレードの風圧や遠心力が支配的で、微粒子がブレード上に滞在しにくい場合もある。   In addition, when supplying a liquid slurry along the work, the slurry needs to have a viscosity low enough to flow along the work, instead of sticking to the work. However, in such a case, when the slurry comes into contact with the blade rotating at a high speed, there is a problem that the slurry is blown off. In particular, in the case of blades made of diamond sintered compacts, when the fine particles are effectively taken into pockets of such portions, the wind pressure and centrifugal force of the blade are dominant, and the fine particles stay on the blade. Sometimes it is difficult to do.

これに対し、本例における微粒子の供給方法では、微粒子を液体に懸濁し、その懸濁液をブレード側面に塗布する。塗布する方法としては、刷毛のような毛細管構造体を利用して、液体の毛細管の原理で固体から回転するブレード固体に液体を塗り込みならが供給し、液体に含まれる微粒子成分を残して、ブレードに微粒子を作用させる方法が考えられる。   On the other hand, in the method of supplying fine particles in this example, fine particles are suspended in a liquid, and the suspension is applied to the side surface of the blade. As a method of applying, using a capillary structure such as a brush, the liquid is applied to the blade solid rotating from the solid by the principle of the liquid capillary, and the solid is supplied, leaving the fine particle component contained in the liquid, A method of causing fine particles to act on the blade is considered.

通常に微粒子をブレードに作用させようとしても、高速回転するブレード側面に、固体微粒子を塗布して付着させることは非常に難しい。   It is very difficult to apply and attach solid fine particles to the side surface of the blade that rotates at a high speed, even if the fine particles normally act on the blade.

そこで、液体を利用し、液体に微粒子を溶かし込んで懸濁液の状態とし、その状態で微粒子をブレード表面に作用させるのが効率的でよい方法である。   Therefore, it is an efficient and efficient method to use a liquid, dissolve fine particles in the liquid to form a suspension state, and then act the fine particles on the blade surface in that state.

まず、液体に微粒子を溶かし込むことで粘性が上昇して表面張力が大きくなり、ジェル状にすることができる。微粒子の間に液体が入り込み表面張力を増すことが可能となる。   First, by dissolving the fine particles in the liquid, the viscosity increases, the surface tension increases, and the gel can be formed. The liquid can enter between the fine particles to increase the surface tension.

このように微粒子を液体に溶かし込むことで、液体だけをブレードに塗布する場合とは異なり、粘性を持った表面張力が高い液体としてブレード表面に確実に作用させることが可能となる。   By dissolving the fine particles in the liquid in this manner, unlike the case where only the liquid is applied to the blade, it is possible to reliably act on the blade surface as a viscous liquid having a high surface tension.

このブレード表面に微粒子を含む液体を塗布する方式としては、例えば、図24及び図25に示す微粒子の供給機構を好ましく採用することができる。同図に示すように、ブレード26は、スピンドル28(図1参照)側に固定されたフランジカバー100によって包囲されており、このフランジカバー100の部分に取り付けられた液体供給手段としての液体供給管102と、液体供給管102から微粒子を含む液体の供給を受け、この供給を受けた微粒子を含む液体を毛細管現象によりブレード26の両側面側に移送させる毛細管構造部材104とを備えた供給機構106が配設されている。   As a method for applying a liquid containing fine particles to the blade surface, for example, a fine particle supply mechanism shown in FIGS. 24 and 25 can be preferably employed. As shown in the figure, the blade 26 is surrounded by a flange cover 100 fixed to the spindle 28 (see FIG. 1), and a liquid supply pipe as a liquid supply means attached to the flange cover 100. And a capillary mechanism member 104 for receiving a supply of liquid containing fine particles from the liquid supply pipe 102 and transferring the supplied liquid containing fine particles to both side surfaces of the blade 26 by capillary action. Are arranged.

毛細管構造部材104としては、刷毛状部材、筆状部材もしくは発泡体部材のいずれかが用いられている。即ち、空隙に小さい空間が連続的に存在する構造部材が用いられている。毛細管構造部材104は、図25に示すように、液体供給管102の下端部とブレード26の周側面との間でやや撓んで、その先端がブレード26の回転方向に沿うように両サイドからブレード26の両周側面に接触している。毛細管構造部材104は、微粒子を含む液体をブレード26の周側面に均一に塗り入れるため、所要幅に形成されている。   As the capillary structure member 104, any of a brush-like member, a brush-like member, and a foam member is used. That is, a structural member in which a small space continuously exists in the gap is used. As shown in FIG. 25, the capillary structure member 104 is slightly bent between the lower end portion of the liquid supply pipe 102 and the peripheral side surface of the blade 26, and the tip thereof extends from both sides so that the tip is along the rotation direction of the blade 26. 26 is in contact with both peripheral side surfaces. The capillary structure member 104 is formed to have a required width in order to uniformly apply a liquid containing fine particles to the peripheral side surface of the blade 26.

また、図25に示すように、液体供給管102の下端部には、毛細管構造部材104の先端部をブレード26の周側面にガイドする剛性材製のガイド部材108が設けられている。毛細管構造部材104としての刷毛状部材、筆状部材等の構成材としては、例えば、ポリエステル素材の線材や綿繊維などの軟らかい線状部材も好適に使用できる。軟らかい線状部材などを使用すれば、高速で回転するブレード26側面に接触したとしてもブレード26側面を過度に損傷させることはない。   As shown in FIG. 25, a guide member 108 made of a rigid material is provided at the lower end of the liquid supply pipe 102 to guide the distal end of the capillary structure member 104 to the peripheral side surface of the blade 26. As a constituent material such as a brush-like member or a brush-like member as the capillary structural member 104, for example, a soft linear member such as a polyester-based wire or a cotton fiber can be suitably used. If a soft linear member or the like is used, even if it contacts the side surface of the blade 26 rotating at a high speed, the side surface of the blade 26 is not excessively damaged.

そして、このような軟らかい線状部材を使用した毛細管構造部材104であっても、毛細管構造部材104の先端部を剛性材製のガイド部材108でブレード26の周側面にガイドすることにより、毛細管構造部材104内の隙間に存在する液体の重力等の影響を受けることなく、軟らかい線状部材からなる毛細管構造部材104の先端部をブレード26に接触させるようにガイドすることができて高速回転するブレード26の周側面に微粒子を含む液体を確実に供給することが可能となる。   Even in the case of the capillary structure member 104 using such a soft linear member, the distal end of the capillary structure member 104 is guided to the peripheral side surface of the blade 26 by the guide member 108 made of a rigid material. A blade rotating at a high speed that can guide the tip of the capillary structure member 104 made of a soft linear member so as to contact the blade 26 without being affected by the gravity of the liquid existing in the gap in the member 104. The liquid containing the fine particles can be reliably supplied to the peripheral side surface of the liquid crystal panel 26.

このように本例における微粒子の供給方法によれば、微粒子を含んだ液体をブレード側面に塗りつけることが可能となる。これによって、ブレードに液体を作用させる塗布対象の毛細管構造体自体をブレードに触れさせ、液体と固体の間に働く界面張力を利用して、液体内に含まれる微粒子をワーク側面部分に運び入れることができる。   As described above, according to the method for supplying fine particles in the present example, it is possible to apply a liquid containing fine particles to the side surface of the blade. This allows the capillary structure itself to be applied, which causes the liquid to act on the blade, to come into contact with the blade, and uses the interfacial tension acting between the liquid and the solid to carry fine particles contained in the liquid to the side surface of the work. Can be.

高速回転しているブレードに対して、液体を吹き付ける方式では、液体がブレード上で吹き飛んでしまい、その結果効率的にブレードに微粒子を作用させることはできないが、ブレードに液体を、界面張力を利用して塗りつけることで、効率よくブレード側面に沿って微粒子を供給することが可能となる。   In the method in which the liquid is blown against the blade rotating at high speed, the liquid is blown off on the blade, and as a result, it is not possible to make the fine particles act on the blade efficiently, but the liquid is applied to the blade and the interfacial tension is used. By doing so, it becomes possible to efficiently supply fine particles along the blade side surface.

微粒子を含む液体をブレードに塗り込むと、液体はブレード表面の凹み部分に液体の界面張力によって付着する。ブレードは立て回転で高速回転しているため、ブレードに付着した液体の一部は乾燥し、微粒子による研磨による発熱を気化熱によって奪い去ることができる。これにより、研磨しても過剰に発熱することなく研磨を行うことができる。   When a liquid containing fine particles is applied to the blade, the liquid adheres to the concave portion of the blade surface due to the interfacial tension of the liquid. Since the blade is rotating at a high speed in a vertical rotation, a part of the liquid attached to the blade is dried, and the heat generated by polishing by the fine particles can be removed by the heat of vaporization. Thereby, polishing can be performed without excessive heat generation even when polishing.

ブレードに塗布するだけでその他、ワークに水をかけるなどの冷却をすることがない。場合によっては、ブレードに少量の液体を作用させるのみで、ワークに対してはドライで加工することが可能となる。   In addition, it does not require cooling such as spraying water on the work by simply applying it to the blade. In some cases, it is possible to dry work the workpiece by only applying a small amount of liquid to the blade.

その結果、微粒子の転動による物理的な研磨加工をより効率的に進めることが可能となる。   As a result, physical polishing by the rolling of the fine particles can be more efficiently performed.

また、微粒子が凹み部分から抜け出る際に、下のダイヤモンド粒子で形成された凹みのエッジ部分とワークの間に微粒子が挟まれ転動していくため、ワークに転動する微粒子の切込みが確実に与えられながらワークを確実に研磨することができる。   Also, when the fine particles come out of the concave portion, the fine particles are caught and rolled between the edge portion of the concave formed by the diamond particles below and the work, so that the cutting of the fine particles rolling on the work is surely performed. The work can be surely polished while being given.

<第2例>
微粒子の供給方法の他の例(第2例)として、ワーク上でブレードが進行していく部分にあらかじめジェル状の微粒子を塗布しておく方法がある。
<Second example>
As another example (second example) of a method of supplying fine particles, there is a method in which gel-like fine particles are applied in advance to a portion where a blade advances on a work.

この方法では、ブレードが進行する部分にあらかじめ少量の水に高濃度の微粒子を懸濁し、それをブレードが進行する部分に細い線状に付着させておく。付着させる方法としては、注射器のようなもので押し出して付着させても構わない。   In this method, high-concentration fine particles are suspended in a small amount of water in advance in a portion where the blade advances, and the fine particles are attached in a thin line shape to the portion where the blade advances. As a method of attaching, it may be extruded and attached with a device such as a syringe.

<第3例>
微粒子の供給方法の更に他の例(第3例)として、粒子が塗布された薄いシートをワーク上に貼り付け、その薄いシートごとカットしていくことで、自然にシート上の微粒子を巻き込みながらワークとブレードの間に微粒子を作用させていく方法がある。
<Third example>
As still another example (third example) of a method of supplying fine particles, a thin sheet on which particles are applied is attached to a work, and the thin sheet is cut, whereby the fine particles on the sheet are naturally rolled up. There is a method in which fine particles act between the work and the blade.

この方法では、薄いシート状にあらかじめ高密度の微粒子を塗布しておく。切断ないしは溝加工する基板上に貼り付ける。   In this method, high-density fine particles are applied to a thin sheet in advance. Paste on the substrate to be cut or grooved.

基板上の所定の部分を加工する際に、表面に貼り付けられた薄いシートとともに加工することになるが、その薄いシートを加工しながら基板を加工することで、薄いシートに塗布している微粒子をブレード表面に付着させながら、自然にブレード表面に微粒子を供給し、そのブレード表面に付着した微粒子を巻き込みながら基板を加工することが可能となる。   When processing a predetermined part on the substrate, it will be processed together with the thin sheet attached to the surface, but by processing the substrate while processing the thin sheet, the fine particles applied to the thin sheet Fine particles are naturally supplied to the blade surface while the fine particles adhere to the blade surface, and the substrate can be processed while the fine particles adhered to the blade surface are involved.

(ブレード加工装置)
本実施形態のブレード26は、上述したように、ワークWを延性モードで加工するためにダイヤモンド砥粒を焼結して形成されたダイヤモンド焼結体(PCD)、すなわち多結晶ダイヤモンドによって構成されるものであるが、脆性材料から構成されるワークに対しても、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うためには、多結晶ダイヤモンドの表面(外周端部)には周方向に沿って連続した切れ刃が形成されている必要がある。そのため、後述するブレード加工装置を用いて、常時、または定期的もしくは不定期にブレード26に対する加工を行うことが望ましい。
(Blade processing equipment)
As described above, the blade 26 of the present embodiment is formed of a diamond sintered body (PCD) formed by sintering diamond abrasive grains for processing the work W in the ductile mode, that is, polycrystalline diamond. However, in order to stably and accurately cut a work made of a brittle material in a ductile mode without generating cracks or cracks, the surface of the polycrystalline diamond (the outer peripheral edge) is required. Section), it is necessary to form a continuous cutting edge along the circumferential direction. Therefore, it is desirable to always, or regularly or irregularly, process the blade 26 using a blade processing apparatus described later.

以下、本発明に係るブレード加工装置の具体的な構成例(第1〜第4実施形態)について説明する。   Hereinafter, specific configuration examples (first to fourth embodiments) of the blade processing apparatus according to the present invention will be described.

<第1実施形態>
図26は、第1実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図である。図26に示すように、第1実施形態に係るブレード加工装置200Aは、ブレード26に対して加工を行うブレード加工部202を備えている。このブレード加工部202は、切れ刃生成手段の一例であり、ブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aの表面(外周端部)の結晶粒界部分を放電加工により選択的に除去することにより、多結晶ダイヤモンド26aの表面に切れ刃を生成する。
<First embodiment>
FIG. 26 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the blade processing apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 26, the blade processing apparatus 200A according to the first embodiment includes a blade processing unit 202 that processes the blade 26. The blade processing unit 202 is an example of a cutting edge generating unit, and selectively removes crystal grain boundary portions on the surface (outer peripheral end) of the polycrystalline diamond 26a constituting the blade 26 by electric discharge machining. A cutting edge is generated on the surface of the crystal diamond 26a.

具体的な構成としては、ブレード加工部202は、多結晶ダイヤモンド26aに対向して配置された加工電極204と、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に電圧を印加して放電を発生させる電源部206(電圧印加手段)と、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に加工液を噴射して供給するノズル208(加工液供給手段)と、ブレード加工部202の各部を制御する制御部(不図示)とを備えている。   As a specific configuration, the blade processing unit 202 generates a discharge by applying a voltage between the processing electrode 204 disposed to face the polycrystalline diamond 26a and the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. A power supply unit 206 (voltage application unit), a nozzle 208 (working liquid supply unit) that injects and supplies a working liquid between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204, and a control that controls each unit of the blade processing unit 202 (Not shown).

加工液としては、抵抗率が高い不導電性に近い液体が好ましく用いられ、例えば超純水が好適である。放電加工を行う場合には、被加工物である多結晶ダイヤモンド26aも不導体に近い状態であり、一部の導電性がある結晶粒界部分(焼結助剤)に大きな電界集中が発生する。その結果、電界集中効果もあいまって、放電加工により選択的に多結晶ダイヤモンド26aの結晶粒界部分の溶融が起こり、切れ刃の形成に寄与する。特に加工液として超純水を用いた場合には、油を用いた場合に比べて加工速度が高く、電極消耗率が低く、比較的高効率に多結晶ダイヤモンド26aを放電加工することができる。   As the processing liquid, a liquid having high resistivity and close to non-conductivity is preferably used, and for example, ultrapure water is suitable. When electric discharge machining is performed, the polycrystalline diamond 26a to be processed is also in a state close to a non-conductor, and a large electric field concentration occurs in a part of a conductive grain boundary portion (sintering aid). . As a result, in combination with the electric field concentration effect, the electric discharge machining selectively melts the crystal grain boundary portion of the polycrystalline diamond 26a, thereby contributing to the formation of the cutting edge. In particular, when ultrapure water is used as the processing liquid, the processing speed is higher, the electrode consumption rate is lower than when oil is used, and the polycrystalline diamond 26a can be subjected to electric discharge machining with relatively high efficiency.

ここで、加工液として放電油を使用した場合、一部が熱分解性カーボンに変わって、多結晶ダイヤモンドをさらに脱離しやすくなり、結晶粒界のみならず、ダイヤモンド砥粒自体も大きく飛ばしてしまう。本発明の目的は、略等間隔の切れ刃を形成して延性モード加工を効率よく行うことであるが、時としてダイヤモンド砥粒自体が大きく脱離し、等間隔の切れ刃の形成を阻害したり、かえって多結晶ダイヤモンドが平坦になってしまって、切れ刃が形成されないこともある。   Here, when the discharge oil is used as the working fluid, a part thereof is changed to the thermally decomposable carbon, and the polycrystalline diamond is more easily desorbed, so that not only the crystal grain boundaries but also the diamond abrasive grains themselves fly greatly. . An object of the present invention is to form ducts at substantially equal intervals to efficiently perform ductile mode processing, but sometimes diamond abrasive grains themselves are largely detached, and the formation of equally spaced cutting edges is hindered. Instead, the polycrystalline diamond may be flattened and no cutting edge may be formed.

さらに、放電油を使用した場合においては、特に、半導体のワークや電子部品用のワーク材料にとってはコンタミネーションとなり、材料の特性を変化させてしまう。特に、放電油などの有機成分は、半導体材料や電子部品材料の加工においては、表面に付着してもなかなかとることができず、また、有機成分やカーボンが内部に浸透して、材料特性を変えてしまうことになる。   Furthermore, when discharge oil is used, it becomes a contamination especially for a semiconductor work or a work material for electronic parts, and changes the characteristics of the material. In particular, in the processing of semiconductor materials and electronic component materials, organic components such as discharge oil cannot be easily removed even if they adhere to the surface. Would change it.

よって、ワーク表面の清浄性を考慮する上では、放電油をそのまま使用することはできず、本発明において多結晶ダイヤモンドに対する切れ刃再生を目的とする放電加工においては適用に際し、大きな阻害要因となる。   Therefore, in consideration of the cleanliness of the work surface, the discharge oil cannot be used as it is, which is a great hindrance when applied in the discharge machining for the purpose of cutting edge regeneration for polycrystalline diamond in the present invention. .

加工電極204は、多結晶ダイヤモンド26aに隙間をあけて対向して配置される。加工電極204は、帯状電極や円板状電極またはワイヤ電極などで構成される。例えば、加工電極204がワイヤ電極で構成される態様の場合には、ワイヤ供給部(不図示)からワイヤ電極を繰り出し、そのワイヤ電極をワイヤ回収部で巻き取るようにしており、その間を移動するワイヤ電極を被加工物である多結晶ダイヤモンド26aに対向させて放電加工を行う。なお、加工電極204の形状については、多結晶ダイヤモンド26aとの間に放電を発生させることできるものであれば特に限定されるものでない。   The processing electrode 204 is arranged to face the polycrystalline diamond 26a with a gap. The processing electrode 204 is configured by a strip electrode, a disk electrode, a wire electrode, or the like. For example, in the case where the processing electrode 204 is configured by a wire electrode, the wire electrode is fed out from a wire supply unit (not shown), and the wire electrode is wound up by a wire collection unit, and moves between the wires. Electric discharge machining is performed with the wire electrode facing the polycrystalline diamond 26a as a workpiece. The shape of the processing electrode 204 is not particularly limited as long as a discharge can be generated between the processing electrode 204 and the polycrystalline diamond 26a.

また、加工電極204は、金属電極か、あるいは加工液に溶出して金属イオンとなる電極材料(例えばカーボンなど)で構成されることが好ましい。上述したように加工液としては非導電性の液体が用いられるが、より電界集中による局部的な放電加工を助長するためには、加工電極204の電極材料を相手側の不導体(本例では多結晶ダイヤモンド)に付着させる必要がある。電極材料を付着させるには、イオン化することが望ましく、イオン化することで加工液内に微量に溶け込み、相手側の多結晶ダイヤモンドに付着するようになる。その後に、電界集中効果による放電により選択的な浸食効果が生まれる。   Further, it is preferable that the processing electrode 204 is formed of a metal electrode or an electrode material (for example, carbon or the like) which elutes into a processing liquid and becomes a metal ion. As described above, a non-conductive liquid is used as the working fluid. However, in order to promote local electric discharge machining due to electric field concentration, the electrode material of the working electrode 204 is changed to a non-conductive material on the other side (in this example, Polycrystalline diamond). In order to attach the electrode material, it is desirable that the electrode material is ionized, and the ionization causes a small amount of the electrode material to be dissolved in the working fluid and adhere to the polycrystalline diamond on the other side. Thereafter, a selective erosion effect is produced by the electric field concentration effect discharge.

多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間隔、すなわち放電ギャップ(極間距離)としては、安定して放電を発生させるためには数μm〜数十μmが必要である。このような放電ギャップを維持することにより、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に電圧を印加したときに絶縁破壊が発生する。   The distance between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204, that is, the discharge gap (distance between the electrodes) needs to be several μm to several tens μm in order to generate a stable discharge. By maintaining such a discharge gap, dielectric breakdown occurs when a voltage is applied between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204.

この放電ギャップを適正な状態で維持するために、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の相対的な距離を変化させる放電ギャップ調整手段を備える態様が好ましい。放電ギャップ調整手段は、加工電極204を移動させる電極移動手段を有しており、この電極移動手段によって多結晶ダイヤモンド26aに対する加工電極204の位置を変化させることにより放電ギャップを調整する。電極移動手段としては、例えば、圧電素子、リニアモータ、モータ等の駆動装置により構成される。なお、加工電極204に代えて、多結晶ダイヤモンド26aを移動させてもよいし、あるいは加工電極204と多結晶ダイヤモンド26aの両方を移動させてもよい。   In order to maintain this discharge gap in an appropriate state, it is preferable to provide a discharge gap adjusting means for changing a relative distance between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. The discharge gap adjusting means has an electrode moving means for moving the machining electrode 204, and adjusts the discharge gap by changing the position of the machining electrode 204 with respect to the polycrystalline diamond 26a by the electrode moving means. As the electrode moving means, for example, a driving device such as a piezoelectric element, a linear motor, or a motor is used. Note that, instead of the processing electrode 204, the polycrystalline diamond 26a may be moved, or both the processing electrode 204 and the polycrystalline diamond 26a may be moved.

放電ギャップ調整手段を備えた態様によれば、放電ギャップを適正な状態で維持することができ、安定した放電加工を行うことが可能となる。また、放電加工に伴って加工電極204の摩耗(消耗)が進むこともあるが、加工電極204の摩耗の度合いに合わせて放電ギャップを調整することができるので、放電加工の加工精度を向上させることが可能となる。また、加工電極204の交換回数を減らすことができるとともに、加工電極204の交換に伴って発生する作業やコストを減らすことができ、作業効率を高めることができる。   According to the aspect including the discharge gap adjusting means, the discharge gap can be maintained in an appropriate state, and stable electric discharge machining can be performed. Further, although the wear (wear) of the machining electrode 204 may progress with the electric discharge machining, the electric discharge gap can be adjusted according to the degree of wear of the machining electrode 204, so that the machining accuracy of the electric discharge machining is improved. It becomes possible. In addition, the number of replacements of the processing electrode 204 can be reduced, and the work and cost that occur with the replacement of the processing electrode 204 can be reduced, and the working efficiency can be improved.

また、放電ギャップ調整手段を備えた態様において、放電ギャップを検出する放電ギャップ検出手段を備えた態様がより好ましい。この場合、放電ギャップ調整手段は、放電ギャップ検出手段により検出された放電ギャップに基づき、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の相対的な距離を変化させることにより放電ギャップが予め定められた設定値となるように調整する。これにより、放電加工に伴い発生する加工電極204の摩耗(消耗)の度合いに合わせて放電ギャップを自動的に調整することができるので、加工精度を高めることができ、放電加工の安定化を図ることが可能となる。   Further, in the aspect including the discharge gap adjusting means, the aspect including the discharge gap detecting means for detecting the discharge gap is more preferable. In this case, the discharge gap adjusting unit changes the relative distance between the polycrystalline diamond 26a and the machining electrode 204 based on the discharge gap detected by the discharge gap detecting unit, thereby setting the discharge gap in advance. Adjust to the set value. This makes it possible to automatically adjust the discharge gap in accordance with the degree of wear (wear) of the machining electrode 204 caused by electric discharge machining, so that machining accuracy can be increased and electric discharge machining can be stabilized. It becomes possible.

放電ギャップ検出手段としては、例えば、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との極間に発生する極間電圧を検出する極間電圧検出手段により構成される態様がある。この場合、放電ギャップ調整手段は、放電ギャップ検出手段(極間電圧検出手段)により検出された極間電圧に基づき、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の相対的な距離を変化させる。なお、放電ギャップ検出手段は、上記態様に限らず、例えば、光学的、磁気的、電気的な各種方式を採用することができる。   As the discharge gap detecting means, for example, there is a mode constituted by a pole voltage detecting means for detecting a pole voltage generated between the polycrystalline diamond 26a and the machining electrode 204. In this case, the discharge gap adjusting means changes the relative distance between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 based on the inter-electrode voltage detected by the discharge gap detecting means (inter-electrode voltage detecting means). Note that the discharge gap detecting means is not limited to the above-described embodiment, and may employ, for example, various optical, magnetic, and electrical methods.

また、本実施形態のブレード加工装置200Aでは、ブレード26を回転させながら放電加工が行われるため、加工電極204の摩耗が進んで加工電極204の一部が局所的に偏磨耗する場合がある。この場合、上述したように、放電ギャップ調整手段及び放電ギャップ検出手段を用いて放電ギャップを自動的に調節する態様が好適であるが、この態様に代えて、あるいは加えて、以下のような態様も好ましく採用することができる。   Further, in the blade processing apparatus 200A of the present embodiment, since the electric discharge machining is performed while rotating the blade 26, the abrasion of the machining electrode 204 progresses, and a part of the machining electrode 204 may be locally unevenly worn. In this case, as described above, a mode in which the discharge gap is automatically adjusted using the discharge gap adjusting unit and the discharge gap detecting unit is preferable. However, instead of or in addition to this mode, the following mode is used. Can also be preferably adopted.

すなわち、加工電極204が偏磨耗した場合には、放電加工を中断して、ブレード26を回転させつつ加工電極204に対して相対的に移動させながら、ブレード26を加工電極204の表面に接触させることにより、加工電極204の表面を加工する。これにより、加工電極204の表面を補正して、加工電極204の偏磨耗を解消することができる。この態様によれば、放電加工に伴って磨耗した加工電極204の再生を行うことができるので、加工電極204の交換回数を減らすことができることができるとともに、加工電極204の交換に伴って発生する作業やコストを減らすことができ、作業効率を高めることができる。   That is, when the machining electrode 204 is partially worn, the electric discharge machining is interrupted, and the blade 26 is brought into contact with the surface of the machining electrode 204 while moving the blade 26 relatively to the machining electrode 204 while rotating. Thereby, the surface of the processing electrode 204 is processed. Thereby, the surface of the processing electrode 204 can be corrected and uneven wear of the processing electrode 204 can be eliminated. According to this aspect, it is possible to regenerate the machining electrode 204 worn due to the electric discharge machining, so that the number of times the machining electrode 204 needs to be replaced can be reduced, and the machining electrode 204 occurs when the machining electrode 204 is replaced. Work and cost can be reduced, and work efficiency can be improved.

電源部206は、一方の電極端子が多結晶ダイヤモンド26aに接続され、他方の電極端子が加工電極204に接続され、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間にパルス電圧を印加する。放電加工時の極性としては、多結晶ダイヤモンド26a側が陽極、加工電極204側が陰極となる態様が好適である。なお、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に印加するパルス電圧のパルス幅、パルス間隔、電圧等の条件は、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に放電を発生させるように電極材料、電極間距離、加工液の種類や供給量などに応じて適宜設定される。   The power supply unit 206 has one electrode terminal connected to the polycrystalline diamond 26a and the other electrode terminal connected to the processing electrode 204, and applies a pulse voltage between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. As the polarity at the time of electric discharge machining, a mode in which the polycrystalline diamond 26a side is an anode and the machining electrode 204 side is a cathode is preferable. The conditions such as the pulse width, pulse interval, and voltage of the pulse voltage applied between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 are such that a discharge is generated between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. It is appropriately set according to the material, the distance between the electrodes, the type and the supply amount of the processing liquid, and the like.

また、電源部206は、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の極性が交互に反転する両極性パルス電圧または交流電圧を印加する態様が好ましい。この態様によれば、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の極性を交互に反転させつつ多結晶ダイヤモンド26aの表面の結晶粒界部分を放電加工することにより、多結晶ダイヤモンド26aへの電極材料の付着と脱離が繰り返され、効率的かつ局部的な放電加工が可能となる。   Preferably, the power supply unit 206 applies a bipolar pulse voltage or an AC voltage in which the polarity between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 is alternately reversed. According to this aspect, the electrode to the polycrystalline diamond 26a is formed by performing electric discharge machining on the crystal grain boundary portion on the surface of the polycrystalline diamond 26a while alternately inverting the polarity between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. Adhesion and desorption of the material are repeated, and efficient and local electric discharge machining becomes possible.

以上のように構成されたブレード加工装置200Aでは、ワークWの加工前後あるいは加工中に所定の位置(放電加工位置)にブレード26を移動させた後、ブレード26を回転駆動させながら、ブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に加工液を供給しつつ、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間にパルス電圧を印加して放電を発生させる。これにより、多結晶ダイヤモンド26aの表面(外周端部)の結晶粒界部分に電界集中を起こして浸食作用を起こし、その浸食部分が切れ刃として作用する。その結果、多結晶ダイヤモンド26aの表面に周方向に沿って連続した切れ刃を生成することができる。その後、ワークWに対する加工を行う場合には、ブレード26を元の位置(ワーク加工位置)に移動させて、ブレード26を回転駆動させてワークWの加工を行う。   In the blade processing apparatus 200A configured as described above, after moving the blade 26 to a predetermined position (electric discharge processing position) before and after or during processing of the work W, the blade 26 is rotated while being driven. A discharge is generated by applying a pulse voltage between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 while supplying a processing liquid between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. As a result, an electric field is concentrated on the crystal grain boundary portion on the surface (the outer peripheral end portion) of the polycrystalline diamond 26a to cause erosion, and the eroded portion acts as a cutting edge. As a result, it is possible to generate a continuous cutting edge along the circumferential direction on the surface of the polycrystalline diamond 26a. Thereafter, when processing the work W, the blade 26 is moved to the original position (work processing position), and the blade 26 is driven to rotate to process the work W.

なお、本実施形態では、一例として、ワークWの加工前後あるいは加工中にオフラインで放電加工を行う態様を示したが、これに限らず、ブレード26でワークWを加工しながらインプロセスで放電加工を行う態様も好ましく採用することができる。この態様によれば、多結晶ダイヤモンドの表面には常に新しい切れ刃が生成された状態でワークWに対する加工が行われるので、加工効率及び加工精度の向上を図ることができる。   In the present embodiment, as an example, the mode in which the electric discharge machining is performed offline before or after the processing of the work W or during the processing is shown. However, the present invention is not limited to this. Can be preferably adopted. According to this aspect, the work is performed on the workpiece W in a state where a new cutting edge is always generated on the surface of the polycrystalline diamond, so that the processing efficiency and the processing accuracy can be improved.

次に、ブレード加工装置200Aによる切れ刃形成のメカニズムについて説明する。   Next, the mechanism of cutting edge formation by the blade processing apparatus 200A will be described.

まず、本発明に関連がある公知例としては、例えば特許第4451155号に開示されているような合成ダイヤモンドに放電加工を施す技術がある。   First, as a known example related to the present invention, there is a technique of subjecting synthetic diamond to electrical discharge machining as disclosed in, for example, Japanese Patent No. 4451155.

しかしながら、上記公知例における放電加工は、本発明の目的とする放電加工とは全く異なる。すなわち、この公知例では、CVD法により形成された導電性ダイヤモンドを使用している。CVD法で形成されたダイヤモンドの場合、結晶成長の度合いによって結晶粒界の位置がそれぞれ決定され、結晶粒界の大きさや間隔を恣意的に調整できるものではない、CVD法の条件や下地膜の状態によっても、結晶性は大きく変化してしまう。こうした結晶粒界が一意に設定できない場合、本発明の目的とする切れ刃生成には合致しない。   However, the electric discharge machining in the above-mentioned known example is completely different from the electric discharge machining aimed at by the present invention. That is, in this known example, conductive diamond formed by the CVD method is used. In the case of diamond formed by the CVD method, the position of the crystal grain boundary is determined depending on the degree of crystal growth, and the size and interval of the crystal grain boundary cannot be arbitrarily adjusted. Crystallinity changes greatly depending on the state. If such a crystal grain boundary cannot be set uniquely, it does not meet the purpose of the cutting edge generation of the present invention.

一方、本発明の場合、多結晶ダイヤモンドの表面に切れ刃の形成目的として放電加工を使用する。また、その切れ刃は、それぞれの切れ刃が一定の切り込み深さを設定するために一定間隔に存在する結晶粒界部分を切れ刃として使用する。多結晶ダイヤモンドではダイヤモンド砥粒は空間内に密に敷き詰められる。例えば、ダイヤモンド焼結体である多結晶ダイヤモンドの中に占めるダイヤモンド砥粒の含有率は通常80vol%以上であることが望ましい。また、ダイヤモンド砥粒同士が結合するためには、最低でも70vol%以上のダイヤモンド砥粒の含有率が必要となる。   On the other hand, in the case of the present invention, electric discharge machining is used for the purpose of forming a cutting edge on the surface of polycrystalline diamond. In addition, as the cutting edge, a crystal grain boundary portion present at a certain interval is used as a cutting edge in order to set a certain cutting depth. In polycrystalline diamond, diamond abrasive grains are densely spread in a space. For example, the content of diamond abrasive grains in polycrystalline diamond, which is a diamond sintered body, is usually desirably 80 vol% or more. Further, in order for the diamond abrasive grains to bond with each other, the content of the diamond abrasive grains must be at least 70 vol% or more.

このようにダイヤモンド砥粒を敷き詰めた形態にしておけば、そのダイヤモンド砥粒間に形成される結晶粒界は自動的に等間隔に形成される。この等間隔に形成された結晶粒界が切れ刃部分に相当し、結晶粒(ダイヤモンド砥粒)ごとに等間隔の切れ刃が形成される。等間隔の切れ刃は、一つの切れ刃が切込む切り込み深さが自動的にある範囲内に設定されるため、安定して所定の切込みが確保され、ワークに対して致命的なクラックを及ぼすような切込みにはならない。   If the diamond abrasive grains are spread as described above, crystal grain boundaries formed between the diamond abrasive grains are automatically formed at equal intervals. The crystal grain boundaries formed at equal intervals correspond to cutting edge portions, and cutting edges at equal intervals are formed for each crystal grain (diamond abrasive grain). As for the equally-spaced cutting edges, the cutting depth that one cutting edge cuts is automatically set within a certain range, so that the predetermined cutting is stably secured and a fatal crack is applied to the work. It does not cut like this.

多結晶ダイヤモンドの結晶粒界部分を切れ刃として使用するためには、結晶粒界部分を結晶粒部分(ダイヤモンド砥粒)と比較して相対的に深く浸食させることが重要になる。結晶粒の粒内部分は、単結晶であるが、結晶粒界部分は一部が結晶化していても不連続であるため、強度的に劣り、選択的に侵食されやすい部分ではある。その結晶粒界部分に電界集中を起こすことで選択的に侵食させ、結晶粒界を切れ刃とした連続切れ刃集合体として使用する。   In order to use the crystal grain boundary portion of polycrystalline diamond as a cutting edge, it is important that the crystal grain boundary portion is eroded relatively deeper than the crystal grain portion (diamond abrasive grains). The intragranular portion of the crystal grain is a single crystal, but the crystal grain boundary portion is discontinuous even if a part thereof is crystallized, so that the portion is inferior in strength and easily eroded selectively. An electric field concentration is caused in the crystal grain boundary portion to selectively erode, and the crystal grain boundary is used as a continuous cutting edge aggregate having cutting edges.

連続切れ刃集合体を形成するためには、ダイヤモンド砥粒を高温高圧化で焼結し、焼成したダイヤモンド焼結体、すなわち多結晶ダイヤモンドが重要となる。その結果、結晶粒界部分が選択的に放電加工で除去されて、結晶粒界に沿った浸食作用によって、連続切れ刃集合体が形成される。   In order to form a continuous cutting edge aggregate, a diamond sintered body obtained by sintering diamond abrasive grains at a high temperature and a high pressure, that is, a polycrystalline diamond is important. As a result, the grain boundary portion is selectively removed by electric discharge machining, and a continuous cutting edge aggregate is formed by an erosion action along the grain boundary.

また、一定の切れ刃間隔を形成するための連続切れ刃集合体とするためには、切れ刃自体が連続して存在することが必要となる。そのためには、切れ刃は閉ループである必要がある。閉ループではなく途中で途切れてしまう場合、途切れた後にくる切れ刃が致命的な切り込みを与えることになる。閉ループの切れ刃を形成し、その上でその切れ刃を自転させると、無限に一定間隔の切れ刃が作用することになり、それぞれの切れ刃が絶えず、一定切込み範囲内で加工を行うことが可能となる。   Further, in order to form a continuous cutting edge aggregate for forming a constant cutting edge interval, it is necessary that the cutting edges themselves exist continuously. For that purpose, the cutting edge needs to be a closed loop. If it is interrupted on the way rather than in a closed loop, the cutting edge coming after the interruption will give a fatal cut. When a closed loop cutting edge is formed and the cutting edge is rotated on it, the cutting edges at an infinitely constant interval will act, and each cutting edge will be continuously processed within a certain cutting range. It becomes possible.

なお、一定間隔の切れ刃が、結果的に一つの切れ刃が臨界切り込み深さ以下になるメカニズムは既に説明したとおりであり、ここでは説明を省略する。   Note that the mechanism by which the cutting edges at a constant interval result in one cutting edge being equal to or less than the critical cutting depth has already been described, and the description is omitted here.

ここで、CVD法で形成された導電性ダイヤモンドであって、ダイヤモンドにドーパントを使用する場合、結晶粒界部分だけに電界集中を起こしにくく、結晶粒界に基づく切れ刃形成が進みにくい問題がある。これは一概にドーパントを含むことが、すべて適さないわけではないが、相対的に結晶粒界部分を結晶粒部分と明瞭に区分けして放電加工を行うためには、ダイヤモンド砥粒自体は誘電体とし、結晶粒界部分に多少の導電性が残っていることは、結晶粒界部分が選択的に侵食することに寄与し、切れ刃形成に望ましい。   Here, in the case of conductive diamond formed by a CVD method, when a dopant is used for diamond, there is a problem that it is difficult to cause an electric field concentration only in a crystal grain boundary portion, and it is difficult to form a cutting edge based on the crystal grain boundary. . This does not necessarily mean that it is not suitable to include dopants in general, but in order to perform electrical discharge machining by relatively clearly separating the crystal grain boundaries from the crystal grains, the diamond abrasive grains themselves must be a dielectric material. The fact that some conductivity remains in the crystal grain boundary portion contributes to the selective erosion of the crystal grain boundary portion, which is desirable for forming the cutting edge.

以上から、連続切れ刃集合体を形成するためにブレードに求められる要件を以下に列挙する。ただし、望ましい部分については必須要件ではない。
・ダイヤモンド焼結体(焼結ダイヤモンド)、すなわち多結晶ダイヤモンドは、ダイヤモンド砥粒を高密度に敷き詰めた焼結体で構成されるのが望ましい。最低でも体積中に砥粒が占める部分は70vol%以上が必要である。
・多結晶ダイヤモンドの焼結助剤としては、導電性焼結助剤であるほうが望ましい。
・導電性焼結助剤を使用すると、特に濃度が高い結晶粒界部分に電界集中が起こって選択的に消耗し、浸食作用による切れ刃形成に寄与する。
・多結晶ダイヤモンドはドーパントなどをあまり含まない方がよい。ドーパントは、結晶粒界と結晶粒部分の境界をあいまいにするケースがある。
・ブレードの外周端部に形成される切れ刃は閉ループである必要がある。円盤状ブレードの場合、ブレードが回転することで絶えず、一定間隔の切れ刃が作用し、安定して一定範囲内の切り込み深さで加工が進行する。
・ブレードは円盤状で一体的な構成であることが望ましい。一定間隔の切れ刃を形成する上でも、その母材の一様性が重要であり、母材は外周一周にわたって一体物であることが望ましい。
From the above, requirements required for the blade to form a continuous cutting edge aggregate are listed below. However, desirable parts are not essential requirements.
-A diamond sintered body (sintered diamond), that is, a polycrystalline diamond is desirably formed of a sintered body in which diamond abrasive grains are spread at high density. At least 70 vol% or more of the portion occupied by the abrasive grains in the volume is required.
-As a sintering aid for polycrystalline diamond, it is preferable to use a conductive sintering aid.
When the conductive sintering aid is used, electric field concentration occurs particularly in the crystal grain boundary portion where the concentration is high, and the sintering aid is selectively consumed, thereby contributing to the formation of the cutting edge by the erosion action.
-It is better that the polycrystalline diamond does not contain much dopant or the like. The dopant sometimes blurs the boundary between the crystal grain boundary and the crystal grain portion.
-The cutting edge formed at the outer peripheral end of the blade must be a closed loop. In the case of a disk-shaped blade, the cutting blades at constant intervals act constantly as the blade rotates, and the machining proceeds stably with a cutting depth within a certain range.
-It is desirable that the blade has a disk-like and integral configuration. Even in forming the cutting edges at regular intervals, the uniformity of the base material is important, and it is preferable that the base material be an integral body over one circumference.

以上説明したように、第1実施形態に係るブレード加工装置200Aによれば、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に加工液を供給しつつ、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に電圧を印加して放電を発生させることにより、多結晶ダイヤモンド26aの表面の結晶粒界部分(導電性助剤)に電界が集中して選択的に除去されるので、多結晶ダイヤモンド26aの表面に連続した切れ刃を生成することができる。したがって、脆性材料から構成されるワークに対しても、クラックや割れを発生させることなく、延性モードで安定して精度良く切断加工を行うことが可能となる。   As described above, according to the blade processing apparatus 200A according to the first embodiment, the processing liquid is supplied between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 while the processing liquid is supplied between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. To generate a discharge by applying a voltage to the surface of the polycrystalline diamond 26a, an electric field is concentrated on the crystal grain boundary portion (conductive auxiliary agent) and selectively removed. A continuous cutting edge can be generated. Therefore, it is possible to stably and accurately cut a workpiece made of a brittle material in a ductile mode without generating cracks and cracks.

なお、ブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aは、導電性の焼結助剤(例えばニッケルやコバルトなど)を用いてダイヤモンド砥粒を焼結したものに限らず、例えば、導電性の焼結助剤を含まない多結晶ダイヤモンドによって構成されるブレードに対してもブレード加工装置200Aを適用することが可能である。この場合でも、導電性の焼結助剤を含む多結晶ダイヤモンド26aに適用した場合と同様に、多結晶ダイヤモンドの表面の結晶粒界部分に電界集中を起こして浸食作用を起こすので、多結晶ダイヤモンドの表面に切れ刃を形成することが可能である。   The polycrystalline diamond 26a constituting the blade 26 is not limited to the one obtained by sintering diamond abrasive grains using a conductive sintering aid (for example, nickel or cobalt). The blade processing apparatus 200A can be applied to a blade made of polycrystalline diamond containing no agent. Also in this case, similarly to the case of applying to the polycrystalline diamond 26a containing the conductive sintering aid, an electric field concentration occurs at the crystal grain boundary portion on the surface of the polycrystalline diamond to cause an erosion action. It is possible to form a cutting edge on the surface.

<第2実施形態>
図27は、第2実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図である。なお、図27では、先に示した図と共通する構成には同一の符号を付している。
<Second embodiment>
FIG. 27 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a blade processing apparatus according to the second embodiment. In FIG. 27, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described drawings.

図27に示すように、第2実施形態に係るブレード加工装置200Bは、加工液を貯留する加工槽210を備えている。加工槽210の内部には電極保持部212が設けられており、電極保持部212の上面に対向電極204が保持される。対向電極204の保持方法としては特に限定されるものではないが、例えば、真空吸着または機械的手段などを利用して電極保持部212の上面に対向電極204が保持される。   As shown in FIG. 27, the blade processing apparatus 200B according to the second embodiment includes a processing tank 210 that stores a processing liquid. An electrode holding part 212 is provided inside the processing tank 210, and the counter electrode 204 is held on the upper surface of the electrode holding part 212. The method for holding the counter electrode 204 is not particularly limited. For example, the counter electrode 204 is held on the upper surface of the electrode holding section 212 by using vacuum suction or mechanical means.

ブレード26は、上述したようにハブフランジ48を介してスピンドル28のスピンドル軸46に取り付けられている(図7参照)。スピンドル軸46の外周面には、ブレード側とスピンドル本体側との間を絶縁する絶縁層212が設けられている。   The blade 26 is attached to the spindle shaft 46 of the spindle 28 via the hub flange 48 as described above (see FIG. 7). An insulating layer 212 that insulates between the blade side and the spindle body side is provided on the outer peripheral surface of the spindle shaft 46.

スピンドル軸46の外周面(絶縁層212よりもブレード側)には給電ブラシ214が接触し、給電ブラシ214は図示しない電源部の陽極端子に接続されている。一方、加工電極204の側面には給電端子216が接触し、給電端子216は図示しない電源部の陰極端子に接続されている。したがって、スピンドル軸46に装着されたブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aは給電ブラシ214を介して陽極に設定されるとともに、加工電極204は給電端子216を介して陰極に設定される。なお、上述した第1実施形態と同様に、電源部は、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の極性が交互に反転する両極性パルス電圧または交流電圧を印加する態様が好ましい。   The power supply brush 214 is in contact with the outer peripheral surface of the spindle shaft 46 (on the blade side with respect to the insulating layer 212), and the power supply brush 214 is connected to an anode terminal of a power supply unit (not shown). On the other hand, a power supply terminal 216 is in contact with the side surface of the processing electrode 204, and the power supply terminal 216 is connected to a cathode terminal of a power supply unit (not shown). Therefore, the polycrystalline diamond 26 a constituting the blade 26 mounted on the spindle shaft 46 is set to the anode via the power supply brush 214, and the processing electrode 204 is set to the cathode via the power supply terminal 216. Note that, similarly to the above-described first embodiment, it is preferable that the power supply unit applies a bipolar pulse voltage or an AC voltage in which the polarity between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 is alternately inverted.

また、ブレード加工装置200Bは、ブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間隔(放電ギャップ)を制御するサーボ機構218(放電ギャップ調整手段)を備えている。サーボ機構218は、ブレード26に対して加工電極204を相対的に移動させることにより、ブレード加工時に所望の放電加工が行われるように放電ギャップを制御する。ブレード26に対して加工電極204を相対的に移動させる方法としては、例えば、加工槽210の位置を変えずに加工槽210内で加工電極204のみを移動さてもよいし、加工槽210を移動させて加工槽210を共に加工電極204を一体的に移動させるようにしてもよい。また、加工電極204や加工槽210の位置を変えずに、ブレード26を移動させるようにしてもよい。また、ブレード26と加工電極204をそれぞれ移動させるようにしてもよい。   Further, the blade processing apparatus 200B includes a servo mechanism 218 (discharge gap adjusting means) for controlling an interval (discharge gap) between the polycrystalline diamond 26a forming the blade 26 and the processing electrode 204. The servo mechanism 218 controls the discharge gap such that desired electric discharge machining is performed during blade machining by moving the machining electrode 204 relative to the blade 26. As a method of moving the processing electrode 204 relative to the blade 26, for example, only the processing electrode 204 may be moved in the processing tank 210 without changing the position of the processing tank 210, or the processing tank 210 may be moved. The processing electrode 210 may be moved together with the processing tank 210. Further, the blade 26 may be moved without changing the positions of the processing electrode 204 and the processing tank 210. Further, the blade 26 and the processing electrode 204 may be moved.

また、ブレード加工装置200Bは、加工槽210内に加工液を供給するノズル204を備えている。ノズル204は、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の加工部分の近傍位置で開口しており、放電加工中は当該加工部分に加工液を局所的に供給する。これにより、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の加工部分に加工液の流れをつくることができるので、放電加工により生じた不純物の影響を受けることなく放電加工を行うことが可能となる。   The blade processing apparatus 200B includes a nozzle 204 that supplies a processing liquid into the processing tank 210. The nozzle 204 is open at a position near the processing portion between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204, and supplies the processing liquid locally to the processing portion during electric discharge machining. Thereby, a flow of the working fluid can be created in a working portion between the polycrystalline diamond 26a and the working electrode 204, so that electric discharge machining can be performed without being affected by impurities generated by electric discharge machining. .

第2実施形態に係るブレード加工装置200Bによれば、ブレード26を回転させながら、ブレード26の先端部分(外周端部)を加工槽210に貯留された加工液に浸した状態で放電加工が行われるので、安定した環境下で効率的にブレード26に切れ刃を生成することができる。   According to the blade processing apparatus 200 </ b> B according to the second embodiment, electric discharge machining is performed in a state where the tip portion (outer peripheral end portion) of the blade 26 is immersed in the processing liquid stored in the processing tank 210 while rotating the blade 26. Therefore, a cutting edge can be efficiently generated on the blade 26 in a stable environment.

<第3実施形態>
図28は、第3実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図である。なお、図28では、先に示した図と共通する構成には同一の符号を付している。
<Third embodiment>
FIG. 28 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a blade processing apparatus according to the third embodiment. In FIG. 28, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described drawings.

図28に示すように、第3実施形態に係るブレード加工装置200Cは、ダイシング装置としての機能が組み込まれたものであり、ワークWを加工するワーク加工部302と、ブレード26を加工するブレード加工部304とを備えている。   As shown in FIG. 28, a blade processing apparatus 200C according to the third embodiment incorporates a function as a dicing apparatus, and includes a work processing section 302 for processing a work W and a blade processing for processing a blade 26. And a section 304.

ワーク加工部302は、図1に示したダイシング装置10の加工部20と基本的に同一の構成を有している。すなわち、スピンドル28の先端にブレード26が装着されており、ブレード26がワークWに対して相対的に移動することによってワークWを加工する。ブレード26はワークWに対して所定の切込みを設定した後に、スライドさせることで加工を行う。ブレード26の回転数と、ブレード26の相対的な送り速度を適正に選択することによって、一つの切れ刃が所定の切り込み深さ以上に設定されないようになり、延性モード加工を行う。   The work processing section 302 has basically the same configuration as the processing section 20 of the dicing apparatus 10 shown in FIG. That is, the blade 26 is mounted on the tip of the spindle 28, and the blade W moves relative to the workpiece W to process the workpiece W. After setting a predetermined cut in the work W, the blade 26 slides to perform processing. By properly selecting the number of rotations of the blade 26 and the relative feed speed of the blade 26, one cutting edge is prevented from being set to a predetermined depth of cut or more, and ductile mode processing is performed.

ブレード加工部304は、ワーク加工部302に隣接した位置に配置されている。ブレード26は、スピンドル28の先端に装着された状態で、図示しないスピンドル移動機構によりワーク加工部302とブレード加工部304との間を移動可能に構成される。なお、図28では、好ましい態様として、ワークWに対するブレード26の相対移動方向(図の左方向)に沿って上流側から順にワーク加工部302とブレード加工部304とが並設される構成を示したが、これに限らず、例えば、ブレード26の回転軸に平行な方向にワーク加工部302とブレード加工部304とが並設されていてもよい。   The blade processing unit 304 is disposed at a position adjacent to the work processing unit 302. The blade 26 is configured to be movable between the workpiece processing unit 302 and the blade processing unit 304 by a spindle moving mechanism (not shown) while being mounted on the tip of the spindle 28. FIG. 28 shows a preferred embodiment in which the workpiece processing unit 302 and the blade processing unit 304 are arranged side by side from the upstream side along the direction of movement of the blade 26 relative to the workpiece W (leftward in the figure). However, the present invention is not limited to this. For example, the workpiece processing unit 302 and the blade processing unit 304 may be provided in parallel in a direction parallel to the rotation axis of the blade 26.

ブレード加工部304は、第1実施形態に係るブレード加工装置200Aと基本的に同一の構成を有しており、加工電極204と、電源部206と、ノズル208とを備えている。   The blade processing section 304 has basically the same configuration as the blade processing apparatus 200A according to the first embodiment, and includes a processing electrode 204, a power supply section 206, and a nozzle 208.

加工電極204は、ブレード加工部304にブレード26が移動した状態において、ブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aに対向して配置される。なお、加工電極204は、L字状の連結部材312を介してワークテーブル支持部材314に連結されており、ワークテーブル30と一体的に移動可能に構成されている。   The processing electrode 204 is disposed so as to face the polycrystalline diamond 26a constituting the blade 26 when the blade 26 has moved to the blade processing unit 304. The processing electrode 204 is connected to a work table support member 314 via an L-shaped connection member 312, and is configured to be movable integrally with the work table 30.

電源部206は、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間にパルス電圧を印加して放電を発生させる。図28では、一例として、電源部206が直流電源により構成され、多結晶ダイヤモンド26a側が陽極、加工電極204側が陰極となる態様を示したが、上述した第1実施形態と同様に、例えば、電源部206が交流電源により構成され、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間の極性を交互に反転させる態様も好適である。   The power supply unit 206 generates a discharge by applying a pulse voltage between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204. FIG. 28 shows an example in which the power supply unit 206 is configured by a DC power supply, the polycrystalline diamond 26a side is an anode, and the processing electrode 204 side is a cathode. However, as in the first embodiment described above, for example, It is also preferable that the portion 206 is constituted by an AC power supply and the polarity between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 is alternately reversed.

ノズル208は、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に加工液を噴射して供給するものであり、上述した第1実施形態と同様に、加工液として超純水を用いる態様が好適である。   The nozzle 208 is for jetting and supplying a processing liquid between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204, and it is preferable to use ultrapure water as the processing liquid as in the first embodiment. is there.

第3実施形態に係るブレード加工装置200Cによれば、ブレード26をワーク加工部302からブレード加工部304に移動させた後、ブレード加工部304において、ブレード26を回転駆動させながら、ブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間に加工液を供給しつつ、多結晶ダイヤモンド26aと加工電極204との間にパルス電圧を印加して放電を発生させる。これにより、ブレード26の表面(外周端部)の結晶粒界部分に切れ刃の形成を行い、密に敷き詰められたダイヤモンド砥粒ごとに略等間隔の切れ刃の生成・再生を行う。   According to the blade processing apparatus 200C according to the third embodiment, after moving the blade 26 from the work processing unit 302 to the blade processing unit 304, the blade processing unit 304 configures the blade 26 while rotating the blade 26. While supplying a processing liquid between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204, a pulse voltage is applied between the polycrystalline diamond 26a and the processing electrode 204 to generate a discharge. As a result, a cutting edge is formed at a crystal grain boundary portion on the surface (outer peripheral end) of the blade 26, and a cutting edge is generated and regenerated at substantially equal intervals for each densely laid diamond abrasive grain.

<第4実施形態>
図29は、第4実施形態に係るブレード加工装置の構成例を示した概略図である。なお、図29では、先に示した図と共通する構成については同一の符号を付している。
<Fourth embodiment>
FIG. 29 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a blade processing apparatus according to the fourth embodiment. Note that, in FIG. 29, the same reference numerals are given to the components common to the above-described drawings.

図29に示すように、第4実施形態に係るブレード加工装置200Dは、上述した第3実施形態と同様に、ダイシング装置としての機能が組み込まれたものであり、特に本実施形態においてはワーク加工部302とブレード加工部304とが一体化された構成を有している。   As shown in FIG. 29, a blade processing apparatus 200D according to the fourth embodiment incorporates a function as a dicing apparatus, similarly to the above-described third embodiment. It has a configuration in which the part 302 and the blade processing part 304 are integrated.

具体的な構成としては、ブレード加工装置200Dは、ブレード26を包囲するブレードカバー(フランジカバー)316を備えている。ブレードカバー316はスピンドル28側に固定されており、ワークWに対してブレード26が移動するとき、フランジカバー316はブレード26と一体となって移動する。   As a specific configuration, the blade processing apparatus 200D includes a blade cover (flange cover) 316 surrounding the blade 26. The blade cover 316 is fixed to the spindle 28 side, and when the blade 26 moves with respect to the work W, the flange cover 316 moves integrally with the blade 26.

ブレードカバー316の内側(ブレード対向面)には、ブレード26に対して隙間をあけて対向配置された加工電極204が取り付けられている。   Inside the blade cover 316 (blade-facing surface), a processing electrode 204 facing the blade 26 with a gap is attached.

また、ブレードカバー316の内側には、ブレード26と加工電極204との間に加工液を供給するノズル208が設けられている。   A nozzle 208 for supplying a processing liquid between the blade 26 and the processing electrode 204 is provided inside the blade cover 316.

第4実施形態に係るブレード加工装置200Dによれば、ワークWを加工する際にワークWに対してブレード26が移動するとき、ブレードカバー316の内部に取り付けられた加工電極204はブレード26と一定の間隔(放電ギャップ)を保った状態でブレード26と一体となって移動する。これにより、ワークWを加工しながらブレード26を構成する多結晶ダイヤモンド26aの表面(外周端部)の放電加工を行うことができる。すなわち、ブレード先端部の切れ刃形成とワークWの加工とを同時に行うことが可能となり、効率的な加工を行うことができる。   According to the blade processing apparatus 200D according to the fourth embodiment, when the blade 26 moves with respect to the work W when processing the work W, the processing electrode 204 attached inside the blade cover 316 is fixed to the blade 26. Move together with the blade 26 while maintaining the interval (discharge gap). Thereby, the electric discharge machining of the surface (outer peripheral end portion) of the polycrystalline diamond 26a constituting the blade 26 can be performed while processing the work W. That is, the formation of the cutting edge at the blade tip and the processing of the work W can be performed at the same time, and efficient processing can be performed.

ここで、上述した説明と一部重複する部分もあるが、第3実施形態に係るブレード加工装置200Cや第4実施形態に係るブレード加工装置200Dの特徴的な構成を以下に列挙する。   Here, although there is a portion that partially overlaps with the above description, the characteristic configurations of the blade processing device 200C according to the third embodiment and the blade processing device 200D according to the fourth embodiment are listed below.

(単極性と両極性)
第3実施形態に係るブレード加工装置200Cと第4実施形態に係るブレード加工装置200Dはいずれも、加工対象となるブレード側を陽極としてブレード表面からの溶出や放電を助長する態様を一例として採用したが、単極性のパルス電圧を印加する態様に限らず、両極性パルス電圧や交流電圧を印加する態様も好適である。このような態様によれば、ブレード面に金属イオンを付着させる工程と脱離する工程とが交互に進み、効率的に多結晶ダイヤモンドの表面の結晶粒界部分の放電による切れ刃形成、ないしは一部電解溶出による切れ刃形成が行われる。特に、結晶粒界部分に電界集中が起こることから、結晶粒界部分が他と比べて選択的に付着が進行し、それともに、選択的に脱離が起こる。
(Unipolar and bipolar)
Each of the blade processing apparatus 200C according to the third embodiment and the blade processing apparatus 200D according to the fourth embodiment employs, as an example, a mode in which elution or discharge from the blade surface is promoted using the blade side to be processed as an anode. However, not only a mode of applying a unipolar pulse voltage but also a mode of applying a bipolar pulse voltage or an AC voltage is preferable. According to such an embodiment, the step of attaching metal ions to the blade surface and the step of detaching metal ions alternately proceed to efficiently form a cutting edge by discharging the crystal grain boundary portion on the surface of polycrystalline diamond, or A cutting edge is formed by partial electrolytic elution. In particular, since the electric field concentration occurs at the crystal grain boundary portion, the deposition proceeds more selectively at the crystal grain boundary portion than at other portions, and at the same time, the desorption occurs selectively.

(絶縁構成)
また、ブレードのスピンドルへの取り付け構成として、ブレードは、スピンドルに対して絶縁されていることが望ましい。スピンドルとブレードを絶縁する方法としては、いくつか考えられるが、たとえば、ブレードを同軸砥石で成形し、その軸部分の途中をセラミックスで構成し、軸内で絶縁する方法がある。
(Insulation configuration)
Further, as a configuration for attaching the blade to the spindle, it is preferable that the blade is insulated from the spindle. There are several possible methods for insulating the spindle and the blade. For example, there is a method in which the blade is formed with a coaxial grindstone, the shaft portion is formed of ceramics, and the shaft is insulated.

また、別の方法として、ブレードを固定するためのフランジとブレード面とを絶縁する方法もある。これはたとえば、ブレードを支える端面をアルマイト処理して、導通をなくしてしまう方法などである。なお、ブレードへの給電方法は、単純なブラシを軸に接触させるなどして構わない。   Another method is to insulate a flange for fixing the blade and the blade surface. This is, for example, a method of alumite-treating the end surface supporting the blade to eliminate conduction. The blade may be supplied with power by a simple brush contacting the shaft.

(同一スピンドルの効果)
ワーク加工する部分と、ブレード加工(切れ刃生成・切れ刃再生)する部分とは、ブレードが同一スピンドルに取り付けられた状態でそれぞれ行うのが望ましい。第3実施形態に係るブレード加工装置200Cや第4実施形態に係るブレード加工装置200Dはいずれも同一のスピンドル28に取り付けられた状態で行われる。仮に、一のスピンドルにブレードを装着した状態でブレード加工を行った後、別のスピンドルに装着してワークを加工する場合、必ずといっていいほど、取り付け誤差が存在する。取り付け誤差として、たとえば、同軸度がずれた場合は、ブレード先端の切れ刃は設定した切れ刃間隔でワークに作用しない。軸ずれ量に応じて、片あたりしてしまうため、原理的にすべての等間隔の切れ刃が安定して作用する延性モード加工にはならない。断続的な切れ刃の作用により、ワーク表面にクラックが生じてしまう。また、振れの問題も少なからず存在する。特に、細いブレードの場合、ブレード先端を一直線上に作用させることが一定間隔の切れ刃を作用させる上で重要になるが、ブレードにある程度の振れがある場合、一直線上に作用せずに微小に蛇行するようになるため、原理的に一定間隔の切れ刃が絶えず作用することではなくなり、結果的に延性モード加工が進行しなくなる。第3実施形態に係るブレード加工装置200Cや第4実施形態に係るブレード加工装置200Dでブレード加工を行う場合、ブレードを回転させながら、対向電極に作用させて放電加工を行うため、仮に、最初に同軸度や振れがあったとしても、切れ刃形成の過程で微小に修正され、同軸精度、振れ精度ともに向上する。そのため、取り付け誤差の問題は存在しない。
(Effect of the same spindle)
It is desirable that the part for performing the work processing and the part for performing the blade processing (cutting edge generation / cutting edge regeneration) be respectively performed in a state where the blade is attached to the same spindle. The blade processing device 200C according to the third embodiment and the blade processing device 200D according to the fourth embodiment are both mounted on the same spindle 28. If blade processing is performed with a blade mounted on one spindle and then mounted on another spindle to process a workpiece, there is almost always a mounting error. As an installation error, for example, when the coaxiality is deviated, the cutting edge at the blade tip does not act on the work at the set cutting edge interval. Since one-sided contact occurs according to the amount of axial deviation, in principle, it does not become ductile mode processing in which all equally-spaced cutting edges act stably. Cracks occur on the work surface due to the intermittent action of the cutting edge. Also, there is a considerable problem of run-out. In particular, in the case of a thin blade, it is important to make the tip of the blade work in a straight line in order to make the cutting edges at regular intervals work.However, if the blade has some runout, it does not work in a straight line and Because of the meandering, in principle, the cutting edges at a constant interval are not constantly acting, and as a result, the ductile mode machining does not progress. When performing blade processing with the blade processing apparatus 200C according to the third embodiment or the blade processing apparatus 200D according to the fourth embodiment, the electric discharge machining is performed by rotating the blade and acting on the opposing electrode. Even if there is coaxiality or runout, it is corrected minutely in the process of forming the cutting edge, and both coaxial accuracy and runout accuracy are improved. Therefore, there is no mounting error problem.

(一定切込みによるスライドの効果)
第3実施形態に係るブレード加工装置200Cや第4実施形態に係るブレード加工装置200Dにおいては、ワークはブレードに対して一定深さの切込みを与え、その切込みを維持するようにスライドさせながら加工することが望ましい。先に示した数式にもあるとおり、一つの切れ刃が安定して、所定の切り込み量以上にならないように設定することが可能となり、延性モード加工が可能となる。
(Effect of slide by constant cut)
In the blade processing apparatus 200C according to the third embodiment and the blade processing apparatus 200D according to the fourth embodiment, the work is processed while giving a notch of a fixed depth to the blade and sliding so as to maintain the notch. It is desirable. As shown in the above-mentioned formula, it is possible to set one cutting edge to be stable and not to exceed a predetermined cutting amount, and to perform ductile mode processing.

(環境、コンタミネーションの効果)
さらに、先ほどの同一スピンドルでブレード先端部の加工を行う場合、ワーク加工部分とブレード加工部分は比較的近い位置に設定することが望ましい。
(Effects of environment and contamination)
Further, when processing the tip of the blade with the same spindle as described above, it is desirable to set the work processing portion and the blade processing portion at relatively close positions.

近年、Siなどの半導体材料やSiC、GaN、硬質ガラスなどの電子部品材料を加工する場合、ワーク材料として使用される材料は、コンタミネーションを嫌う傾向にある。すなわち、汚染物質が存在すると、それがワーク表面に付着して材料内部に浸透したりしてワーク材料のもつ特性そのものを台無しにしてしまうからである。   2. Description of the Related Art In recent years, when a semiconductor material such as Si or an electronic component material such as SiC, GaN, or hard glass is processed, a material used as a work material tends to dislike contamination. That is, if a contaminant is present, it adheres to the surface of the work and penetrates into the material, thereby ruining the properties of the work material itself.

工作機械では切削油などを使用するが、半導体や電子部品材料では、切削油などの使用はコンタミネーション(汚染)の点で使用されない。   Machine tools use cutting oil and the like, but semiconductor and electronic component materials do not use cutting oil and the like in terms of contamination.

放電油なども、切削油と同様に、コンタミネーションの点で使用に支障をきたすことが多い。半導体や電子部品材料の加工では、通常加工に純水を使用する。純水であれば、コ
ンタミネーションの点でワークに悪影響を及ぼすことはない。
Similar to cutting oil, discharge oil and the like often hinder use in terms of contamination. In processing semiconductor and electronic component materials, pure water is usually used for processing. Pure water does not adversely affect the work in terms of contamination.

(鋭利な切れ刃形成における放電油の影響)
放電加工において放電油は熱分解性カーボンを発生する。この熱分解性カーボンがワーク表面に付着するとワーク表面が完全にカーボンで汚染されてしまう。また、熱分解性カーボンの付着とともに、放電加工の熱でダイヤモンド表面のグラファイト化を促進する。その結果、結晶粒界ではなく、砥粒自体を侵食することになり、鋭利な切れ刃を形成することができなくなる場合がある。
(Effect of discharge oil on sharp cutting edge formation)
In electric discharge machining, electric discharge oil generates pyrolytic carbon. If the pyrolytic carbon adheres to the work surface, the work surface is completely contaminated with carbon. In addition to the adhesion of the pyrolytic carbon, the heat of electric discharge machining promotes the formation of graphite on the diamond surface. As a result, not the crystal grain boundaries but the abrasive grains themselves are eroded, and it may not be possible to form a sharp cutting edge.

(加工液として純水を使うことの効果)
加工液(放電液)として、純水を使用することが望ましい。純水は不導体液であり、さらに加工対象となるブレードも多結晶ダイヤモンドであり不導体に近い材料である。このような構成では、特に結晶粒界部分にきわめて大きい電界集中が起こり、浸食作用によって切れ刃部分だけが選択的に加工されるようになる。それによって、ダイヤモンド砥粒に沿った等間隔な切れ刃形成が可能となる。
(Effect of using pure water as processing fluid)
It is desirable to use pure water as the working fluid (discharge fluid). Pure water is a nonconductor liquid, and the blade to be processed is also a polycrystalline diamond, which is a material close to a nonconductor. In such a configuration, an extremely large electric field concentration occurs particularly at the crystal grain boundary portion, and only the cutting edge portion is selectively processed by erosion. This makes it possible to form cutting edges at regular intervals along the diamond abrasive grains.

(流水を使うことの効果)
また、加工液としては、持続的な不導体液としての効果を発揮するためには、流水で行うことが望ましい。これは、放電環境として、絶えず安定した絶縁状態を保たせる必要があるためである。また、一度使用した液体を再度使用しないためには、ワンパスとし、たとえば少し傾けた電極に沿って傾斜で流すようにすることが望ましい。
(Effect of using running water)
In addition, it is desirable that the working fluid be run under running water in order to exhibit the effect as a continuous nonconductive fluid. This is because it is necessary to constantly maintain a stable insulating state as a discharge environment. In order not to use the liquid once used again, it is desirable to use a one-pass liquid, for example, to flow the liquid at an angle along a slightly inclined electrode.

(電極として金属電極を使うことの効果)
また、加工液として純水を使用し、その上で流水として環境の安定化を図る一方、対向電極としては金属製の電極であることが望ましい。通常、純水で加工する場合、不導体ならば純水部分は電気を通すことはないが、これは一部金属電極を使用することで局所的に電気を通すことが起こりうる。すなわち、電極材料の一部が純水内に溶け込んで、電気的なパスを形成し、その結果、電極材料の一部がワーク材料表面に極微量だが付着する。次に、その付着した電極材料がそのままブレード表面に付着し、それを放電加工で除去する。特に電極材料が付着するようにするには、電極材料は金属であることが必要であり、また、純水中を金属イオンが移動して、対向するブレード面に付着する。その付着した結果は、ワーク表面の分析結果からも明らかとなっている。
(Effects of using metal electrodes as electrodes)
In addition, pure water is used as the processing liquid, and the running water is used to stabilize the environment. On the other hand, the counter electrode is preferably a metal electrode. Normally, when processing with pure water, if it is a non-conductor, the pure water portion does not conduct electricity, but this may partially conduct electricity by using a metal electrode. That is, a part of the electrode material dissolves in the pure water to form an electric path. As a result, a very small amount of the electrode material adheres to the surface of the work material. Next, the attached electrode material adheres to the blade surface as it is, and is removed by electric discharge machining. In particular, in order for the electrode material to adhere, the electrode material needs to be a metal, and metal ions move in pure water and adhere to the opposing blade surface. The result of the adhesion is clear from the analysis result of the work surface.

なお、上述した各実施形態では、多結晶ダイヤモンド26aの表面の結晶粒界部分を放電加工により除去するものであるが、これに限らず、電解加工により除去するものであってもよい。電解加工を行うブレード加工部の構成については、放電加工を行うブレード加工部202(図26参照)の構成と基本的には同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。   In each of the embodiments described above, the crystal grain boundary portion on the surface of the polycrystalline diamond 26a is removed by electric discharge machining. However, the present invention is not limited to this, and may be removed by electrolytic machining. The configuration of the blade processing unit that performs electrolytic processing is basically the same as the configuration of the blade processing unit 202 (see FIG. 26) that performs electrical discharge machining, and a detailed description thereof will be omitted.

次に、電解加工のメカニズムについて、従来の電鋳ブレード(電鋳法による金属の結合材を使用したブレード)に適用した場合(比較例)と、ダイヤモンド砥粒を焼結した多結晶ダイヤモンドに適用した場合(本発明)とを対比しながら詳しく説明する。   Next, the mechanism of electrolytic processing is applied to a conventional electroformed blade (a blade using a metal binder by electroforming) (comparative example) and to a polycrystalline diamond obtained by sintering diamond abrasive grains. This will be described in detail in comparison with the case (the present invention).

(従来の電鋳ブレードに適用した場合)
従来の電鋳ブレードに対して電解加工を行った場合、従来の電鋳ブレードにおいて金属の結合材が使用されるため、図30に示すように電界集中はなく、電鋳ブレードの表面の酸化が同時に進み、全体的に電解溶出がまばらに進む。また、多結晶ダイヤモンドにより構成されるブレードとは違って、電鋳ブレードには粒界などは存在せず、単に結合材の後退が進み、次のダイヤモンド砥粒が出てくる。
(When applied to conventional electroformed blade)
When electroforming is performed on a conventional electroformed blade, a metal binder is used in the conventional electroformed blade. Therefore, there is no electric field concentration as shown in FIG. At the same time, electrolytic elution proceeds sparsely as a whole. Also, unlike a blade made of polycrystalline diamond, the electroformed blade has no grain boundaries and the like, and the binder simply retreats, and the next diamond abrasive comes out.

このメカニズムをさらに詳しく説明すると、電鋳ブレードではダイヤモンド砥粒よりも金属の結合材部分が占める割合が多く、溶出する際も結合材部分がリッチな所から緩やかに溶け出す。また、ダイヤモンド砥粒は不導体(誘電体)であるため、ダイヤモンド砥粒の付近には電流が流れない。したがって、ダイヤモンド砥粒の付近は結合材が残ってダイヤモンド砥粒の先端を覆う。一方、ダイヤモンド砥粒同士の間隔が広いところは、結合材である金属成分がリッチであるため、この部分が緩やかに溶出する。その結果、ダイヤモンド砥粒付近が盛り上がってダイヤモンド砥粒のエッジを覆う一方、ダイヤモンド砥粒間は大きく凹む形で弓なりに溶出する。結果として、鋭利な切れ刃は生じにくい。   To explain this mechanism in more detail, in the electroformed blade, the proportion of the metal binder portion occupies a larger portion than the diamond abrasive grains, and the binder portion gradually melts from a rich portion even when eluting. Further, since the diamond abrasive is a nonconductor (dielectric), no current flows near the diamond abrasive. Accordingly, the binder remains near the diamond abrasive grains and covers the tips of the diamond abrasive grains. On the other hand, where the distance between the diamond abrasive grains is large, the metal component serving as the binder is rich, so that this portion elutes slowly. As a result, while the vicinity of the diamond abrasive grains rises to cover the edges of the diamond abrasive grains, the diamond abrasive grains elute in a bow-like manner with a large recess. As a result, sharp cutting edges are less likely to occur.

また、このような金属材料(結合材)が表面にある場合、表面に電界集中が起こらないばかりか、逆に電解液が電気分解されることがある。電解液が電気分解されると電鋳ブレードの表面を酸化膜が覆ってしまうようになるため、電解溶出がまばらになり、一様に電解溶出しない。さらに、溶出過程で鋭利なエッジ形成ができないばかりか、エッジ形成される頃には、ダイヤモンド砥粒の下地が剥がれ落ち、ダイヤモンド砥粒自体がすぐ脱落する。   Further, when such a metal material (binding material) is present on the surface, not only does electric field concentration occur on the surface, but on the contrary, the electrolyte may be electrolyzed. When the electrolytic solution is electrolyzed, the oxide film covers the surface of the electroformed blade, so that the electrolytic elution is sparse and the electrolytic elution is not uniform. Further, not only is it difficult to form a sharp edge in the elution process, but also when the edge is formed, the base of the diamond abrasive grains is peeled off and the diamond abrasive grains themselves fall off immediately.

(ダイヤモンド砥粒を焼結した多結晶ダイヤモンドに適用した場合)
ダイヤモンド砥粒を焼結した多結晶ダイヤモンドの表面はダイヤモンドリッチであるため、焼結助剤部分に電界集中が起こる。多結晶ダイヤモンドは金属めっきされた砥石などとは異なり、ダイヤモンド砥粒同士が結合しあっているが、結合しているダイヤモンド砥粒においても、焼結助剤がリッチな部分とそうでない部分が存在する。
(When applied to polycrystalline diamond with sintered diamond abrasive)
Since the surface of polycrystalline diamond obtained by sintering diamond abrasive grains is rich in diamond, electric field concentration occurs in the sintering aid. Unlike polycrystalline diamond, such as a metal-plated whetstone, diamond abrasive grains are bonded to each other. I do.

電界溶出で多結晶ダイヤモンドを電解加工する場合、図31に示すように、特に焼結助剤がリッチな部分に電界が集中する。たとえば、焼結助剤としてCo(コバルト)やNi(ニッケル)などを使用すると、ダイヤモンド砥粒の中において、微小な焼結助剤のCoやNiの濃度が高い部分に電界集中が起こり、その部分が選択的に溶出する。その結果、結晶粒界に沿った浸透作用・浸食作用が顕著になる。その浸透・浸食作用は、鋭利な切れ刃形成に寄与する。すなわち、浸透・浸食作用が発生すると、深い裂け目のような形態で結晶粒界を際立たせて、鋭利な切れ刃が形成される。溶出は結晶粒界部分から選択的に起こる。ダイヤモンド砥粒間は、極めて近いため、粒界間を浸食するように深く作用する。この浸食作用が、新たな切れ刃形成に大きく寄与する。   When electrolytically processing polycrystalline diamond by electric field elution, as shown in FIG. 31, the electric field concentrates particularly on a portion where the sintering aid is rich. For example, when Co (cobalt) or Ni (nickel) is used as a sintering aid, electric field concentration occurs in a portion of the diamond abrasive grains where the concentration of Co or Ni, which is a minute sintering aid, is high. Portions elute selectively. As a result, the permeation action and erosion action along the crystal grain boundaries become remarkable. Its permeation and erosion contribute to the formation of sharp cutting edges. That is, when the infiltration / erosion action occurs, a sharp cutting edge is formed by making the crystal grain boundaries stand out in a form like a deep crack. Elution occurs selectively from the grain boundary portion. Since the diamond abrasive grains are very close, they act deeply to erode between grain boundaries. This erosion greatly contributes to the formation of a new cutting edge.

ダイヤモンド砥粒の脱落を早めることなく、浸食作用によりたえず鋭利なエッジを形成する。また、多結晶ダイヤモンドの表面の摩滅したダイヤモンド砥粒は、結晶粒界への侵食により脱落していく。なお、ダイヤモンド砥粒の脱落後、その隣接する部分もダイヤモンド砥粒であるため、依然ダイヤモンド砥粒の間隔は略均一な状態となる。こうした一定間隔の切れ刃形成は、延性モード加工を行う上で不可欠になる。   Sharp edges are constantly formed by erosion without premature dropping of diamond abrasive grains. The worn diamond abrasive grains on the surface of polycrystalline diamond fall off due to erosion of the crystal grain boundaries. After the diamond abrasive grains fall off, the adjacent portions are also diamond abrasive grains, so that the intervals between the diamond abrasive grains are still substantially uniform. The formation of such cutting edges at regular intervals is indispensable for performing ductile mode processing.

また、多結晶ダイヤモンドを電解加工する場合、放電加工する場合と同様に、多結晶ダイヤモンドと加工電極との間の極性を交互に反転させる電圧を印加する態様(すなわち、交番電場を印加する態様)が好ましい。ダイヤモンド砥粒は誘電体ないしは不導体であるため、電界溶出といってもなかなか溶出は進行しない。そのとき、多結晶ダイヤモンドと加工電極との間の極性を交互に反転させる電圧を印加することにより、多結晶ダイヤモンド側が陽極になったときは、多結晶ダイヤモンドの表面から電解溶出により焼結助剤の溶出が進む一方で、多結晶ダイヤモンド側が陰極になったときには、金属イオンなどの導電性イオンが多結晶ダイヤモンドの表面に付着する。このように付着と溶出を繰り返すことで、誘電体である多結晶ダイヤモンドの表面であっても電解加工の進行を可能とする。   Further, in the case of electrolytically machining polycrystalline diamond, as in the case of electric discharge machining, a mode of applying a voltage that alternately reverses the polarity between the polycrystalline diamond and the machining electrode (ie, a mode of applying an alternating electric field) Is preferred. Since diamond abrasive grains are dielectrics or non-conductors, elution does not progress easily even if it is called electric field elution. At that time, by applying a voltage that alternately reverses the polarity between the polycrystalline diamond and the processing electrode, when the polycrystalline diamond side becomes the anode, the sintering aid is electrolytically eluted from the surface of the polycrystalline diamond. When the polycrystalline diamond becomes the cathode while the elution of the polycrystalline diamond proceeds, conductive ions such as metal ions adhere to the surface of the polycrystalline diamond. By repeating adhesion and elution in this manner, it is possible to perform electrolytic processing even on the surface of polycrystalline diamond which is a dielectric.

ただし、電解加工においても、ダイヤモンド焼結助剤の焼結助剤がリッチな粒界部分と粒界部分ではないダイヤモンド砥粒部分との溶出量の差があまりない加工の場合、本発明の目的には合致しない。本発明の目的は、多結晶ダイヤモンドで製作されたブレードにおいて、鋭利な切れ刃を生成ないしは再生することであるので、電解加工において、焼結助剤がリッチな粒界部分は大きく浸食される一方で、粒界以外の部分(ダイヤモンド砥粒部分)はあまり溶出が進行しない方が望ましい。   However, even in electrolytic processing, when the sintering aid of the diamond sintering aid has a small difference in the amount of elution between the rich grain boundary portion and the diamond abrasive grain portion that is not the grain boundary portion, the object of the present invention is Does not match Since the object of the present invention is to generate or regenerate a sharp cutting edge in a blade made of polycrystalline diamond, in the electrolytic processing, the sintering aid-rich grain boundary portion is largely eroded. It is desirable that the elution of the portion other than the grain boundary (diamond abrasive portion) does not progress much.

ここで、多結晶ダイヤモンド内でも焼結助剤が比較的多く存在する粒界部分は、特に電界が集中する。そのため、多結晶ダイヤモンドの表面が陰極になった場合において、導電性イオンが付着する部分も、焼結助剤が存在する粒界部分に電界が集中して焼結助剤付近に導電性イオンが付着する。導電性イオンの付着と溶出が、焼結助剤が比較的多く存在する粒界部分で繰り返されるようになり、焼結助剤が多く存在する粒界部分の選択的な浸食をさらに助長する。   Here, the electric field is particularly concentrated in the grain boundary portion where a relatively large amount of the sintering aid exists even in the polycrystalline diamond. Therefore, when the surface of the polycrystalline diamond becomes a cathode, the conductive ions adhere to the area where the conductive ions are attached, and the electric field concentrates on the grain boundary where the sintering aid exists, and the conductive ions close to the sintering aid. Adhere to. Attachment and elution of the conductive ions are repeated at the grain boundary portion where the sintering aid is relatively large, and the selective erosion of the grain boundary portion where the sintering agent is abundant is further promoted.

なお、加工液としても様々な電解液を使用することが可能であり、従来は放電オイルを使用することで熱分解性カーボンが表面に付着し、それが陽極に変わった時に脱離することでダイヤモンド表面が加工されていた。一方、本発明者等の更なる検討によると、電解液としてカーボンを含む放電オイルでなくても、脱イオン水や純水などでも多結晶ダイヤモンドの表面を加工できることが明らかになってきた。   In addition, various electrolytes can be used as the working fluid.Conventionally, the use of discharge oil allows pyrolytic carbon to adhere to the surface, and to be desorbed when it turns into an anode. The diamond surface had been machined. On the other hand, according to further studies by the present inventors, it has become clear that the surface of polycrystalline diamond can be processed with deionized water, pure water, or the like without using a discharge oil containing carbon as an electrolytic solution.

例えば加工液として脱イオン水が用いられる場合、加工液中に少量のイオンは存在するので、特に多結晶ダイヤモンドの金属の焼結助剤付近にできる電界集中が、少量のイオンとともにさらに顕著になり、局所的な浸食効果に大きく寄与する。その結果、ダイヤモンド砥粒部分ではなく粒界部分のみが顕著に浸食し溶出加工されることになる。特に、交番電場を印加する態様と組み合わせることで好適に浸食させることが可能となる。   For example, when deionized water is used as a processing liquid, since a small amount of ions are present in the processing liquid, the electric field concentration particularly near the sintering aid of the metal of polycrystalline diamond becomes more remarkable with the small amount of ions. , Greatly contributes to the local erosion effect. As a result, not the diamond abrasive grains but only the grain boundaries are significantly eroded and eluted. In particular, erosion can be suitably performed in combination with a mode in which an alternating electric field is applied.

また、本発明者等の更なる検討では、加工液として超純水を用いる場合でも、多結晶ダイヤモンドの表面の焼結助剤を選択的に電界溶出できることを見出した。本来は、多結晶ダイヤモンドと加工電極との間に介在させる加工液として超純水を使用した場合、超純水は導電性がないために、多結晶ダイヤモンド焼結体の表面において電界溶出が起きるはずはない。   Further studies by the present inventors have found that even when ultrapure water is used as a working liquid, the sintering aid on the surface of polycrystalline diamond can be selectively eluted by electric field. Originally, when ultrapure water was used as a working fluid to be interposed between the polycrystalline diamond and the processing electrode, electric elution occurs on the surface of the polycrystalline diamond sintered body because the ultrapure water has no conductivity. It cannot be.

しかし、多結晶ダイヤモンドの表面に対向する加工電極として金属電極を使用し、また、上述した交番電場を印加する態様と組み合わせることで多結晶ダイヤモンドの電界溶出が可能となった。このときのメカニズムとして定かではないが、交番電場を使用することで一旦電極材料の金属が金属イオンとなって溶出し、対向する多結晶ダイヤモンドの表面に付着し、さらに、その付着した部分が溶出して加工されるというメカニズムが明らかになってきた。   However, by using a metal electrode as a processing electrode facing the surface of the polycrystalline diamond and combining it with the above-described mode of applying an alternating electric field, the electric field elution of the polycrystalline diamond became possible. Although the mechanism at this time is not clear, the use of an alternating electric field causes the metal of the electrode material to elute as metal ions once, adheres to the surface of the facing polycrystalline diamond, and further elutes the adhered portion. The mechanism by which it is processed is becoming clear.

このとき、溶け出した金属イオンはきわめて微量である他、対向する多結晶ダイヤモンドも誘電体であるため、多結晶ダイヤモンドの中でも焼結助剤の濃度が高い極浅いエリアだけに電界が集中する。その結果、対向する加工電極から溶け出した金属イオンは、自身で加工液(超純水)内に選択的な電気的なパスを形成し、焼結助剤付近にのみに付着するようになる。次に、焼結助剤付近にのみ付着した金属イオンが焼結助剤とともに溶け出して、さらに顕著に多結晶ダイヤモンドの結晶粒界部分、すなわち焼結助剤が多く存在する部分が選択的に溶出する。   At this time, since the dissolved metal ions are very small and the opposite polycrystalline diamond is also a dielectric, the electric field is concentrated only in an extremely shallow area of the polycrystalline diamond where the concentration of the sintering aid is high. As a result, the metal ions that have melted out of the facing processing electrode form a selective electric path in the processing liquid (ultra pure water) by themselves, and adhere only to the vicinity of the sintering aid. . Next, the metal ions attached only to the vicinity of the sintering aid melt out together with the sintering aid, and more remarkably, the crystal grain boundary portion of polycrystalline diamond, that is, the portion where a large amount of the sintering aid exists, is selectively. Elute.

このように、電界集中を起こしながら、多結晶ダイヤモンドの表面の結晶粒界部分、すなわち焼結助剤付近だけを選択的に溶出させる場合、導電率のきわめて低い超純水を加工液として使用し、その加工液内に電気的なパスを作るためには、多結晶ダイヤモンドに対向する加工電極は、加工液の中に溶け出して金属イオンとなる電極材料で構成されることが望ましい。なお、本実施形態では、一例として、加工電極の電極材料として銅タングステン合金(Cu−W)を用いたが、これに限らず、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)などの他、溶出して金属イオンとなる電極材料であれば好適に用いることができる。   As described above, when selectively eluting only the crystal grain boundary portion on the surface of polycrystalline diamond, that is, the vicinity of the sintering aid, while causing an electric field concentration, ultrapure water having extremely low conductivity is used as the working fluid. In order to make an electrical path in the working fluid, it is desirable that the working electrode facing the polycrystalline diamond is made of an electrode material that melts into the working fluid and becomes metal ions. In the present embodiment, as an example, a copper-tungsten alloy (Cu-W) is used as an electrode material of the processing electrode. However, the present invention is not limited to this. For example, copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni) In addition, any other electrode material that elutes into metal ions can be suitably used.

また、こうした電極材料を溶出させて、多結晶ダイヤモンドの表面の焼結助剤部分に選択的に付着させ、溶出させるには、上述した交番電場を印加する態様と組み合わせることが望ましい。加工液として電気を通しにくい電解液を使用し、多結晶ダイヤモンドに電界集中を起こしながら、付着と脱離を繰り返させると、理想的な浸食作用が起こり、その結果、理想的な切れ刃を形成することができる。   Further, in order to elute such an electrode material to selectively adhere to and elute the sintering aid portion on the surface of the polycrystalline diamond, it is desirable to combine the above-described mode of applying the alternating electric field. When using an electrolytic solution that is difficult to conduct electricity as a working fluid and repeatedly attaching and detaching while causing an electric field concentration on polycrystalline diamond, ideal erosion occurs, and as a result, an ideal cutting edge is formed can do.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。以下、変形例について説明する。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said example, Of course, various improvement and modification may be performed in the range which does not deviate from the summary of this invention. It is. Hereinafter, modified examples will be described.

(変形例1)
上述した各実施形態では、多結晶ダイヤモンド26aで構成されるブレード26に対して電気加工(放電加工または電解加工)を行う場合について説明したが、これに限らず、同様な構成を有する工具(例えば、砥石など)に対しても、ブレード加工装置と同様な構成を有する加工装置により電気加工(放電加工または電解加工)を行うことも可能であり、上述した各実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
(Modification 1)
In each of the embodiments described above, the case where the electric machining (electric discharge machining or electrolytic machining) is performed on the blade 26 made of the polycrystalline diamond 26a has been described. However, the present invention is not limited to this, and a tool having a similar configuration (for example, , Whetstone, etc.), it is also possible to perform electric machining (discharge machining or electrolytic machining) by a machining apparatus having a configuration similar to that of the blade machining apparatus, and obtain the same operation and effects as those of the above-described embodiments. be able to.

(変形例2)
上述した各実施形態では、ブレード加工装置の水平方向に延びる主軸(スピンドル28)に対してブレード26が装着された例について説明したが、これに限らず、カップ型砥石のように主軸が垂直になっている場合でも適用可能である。
(Modification 2)
In each of the above-described embodiments, the example in which the blade 26 is mounted on the main shaft (spindle 28) extending in the horizontal direction of the blade processing apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. It is applicable even if it is.

10…ダイシング装置、20…加工部、26…ブレード、26a…多結晶ダイヤモンド、28…スピンドル、30…ワークテーブル、36…環状部、38…装着孔、40…切刃部、42…ダイヤモンド砥粒、44…スピンドル本体、46…スピンドル軸、48…ハブフランジ、80…ダイヤモンド焼結体、82…ダイヤモンド砥粒、84…切れ刃(微小切刃)、86…焼結助剤、200…ブレード加工装置、202…ブレード加工部、204…加工電極、206…電源部、208…ノズル、210…加工槽、214…給電ブラシ、216…給電端子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Dicing apparatus, 20 ... Processing part, 26 ... Blade, 26a ... Polycrystalline diamond, 28 ... Spindle, 30 ... Work table, 36 ... Circular part, 38 ... Mounting hole, 40 ... Cutting blade part, 42 ... Diamond abrasive 44, spindle body, 46, spindle shaft, 48, hub flange, 80, diamond sintered body, 82, diamond abrasive, 84, cutting edge (micro cutting edge), 86, sintering aid, 200, blade processing Apparatus, 202: Blade processing unit, 204: Processing electrode, 206: Power supply unit, 208: Nozzle, 210: Processing tank, 214: Power supply brush, 216: Power supply terminal

Claims (1)

ブレードを構成する多結晶ダイヤモンドの結晶粒界部分を、水を使用した放電加工により除去することにより、ブレード表面の切れ刃を再生するブレード加工部を備えるワーク加工装置。
A work processing apparatus including a blade processing unit that regenerates a cutting edge on a blade surface by removing a crystal grain boundary portion of polycrystalline diamond constituting a blade by electric discharge machining using water.
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