JP7168742B2 - 切刃ブレード - Google Patents

Description

この発明は、半導体材料等の基板を切断してチップ状に個片化するのに用いられる切刃ブレードに関する。

周知のように、半導体材料等の基板を切断してチップ状に個片化する際に、円形状に形成された切刃ブレードが広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

切刃ブレードは、例えば、ニッケル等の金属めっき相からなる金属母材にダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒を分散した構成とされていて、このような切刃ブレードをフランジを介して切断装置の主軸に取り付けて軸線回りに回転させて外周縁によって基板等の電子材料を切断する。

このような切刃ブレードは、例えば、ダイヤモンド超砥粒を分散したニッケルめっき液にＳＵＳ台金を浸漬してニッケルめっき相を形成し、めっき相を台金から剥がして原板を形成する。剥がしためっき原板は、成長面側はダイヤモンド超砥粒が突出しているが、ＳＵＳ台金側ではダイヤモンド超砥粒は露出していない。

また、切刃ブレードを安定して回転させるための一形態として、例えば、切刃ブレードをめっきによりハブに一体に形成したハブ型ブレードが用いられている（例えば、特許文献２参照。）。

ハブ型ブレードは、例えば、ハブよりも大径のアルミ台金にマスキングを施して、ダイヤモンド超砥粒を分散したニッケルめっき液に浸漬し、ブレード形成面にニッケルめっきすることで切刃ブレードの原板を形成する。

このように形成した切刃ブレードの原板は外周側の厚さが厚いので、円筒研削盤などを用いてアルミ台金を外径加工して切刃ブレードの原板の厚さを均一にする。その後、アルミ台金にマスキングを施してアルカリエッチングによりアルミ台金の外周部分を溶解して外周に所定寸法の切刃ブレードを突出させる。

その後、電解ドレスによって切刃ブレードの表面からニッケルを溶解してダイヤモンド超砥粒を突出させ、さらにダイサードレスによって切刃ブレード外周のダイヤモンド超砥粒を突出させる。

このように、めっきを用いて切刃ブレードを形成する場合、例えば、粒径が約２０～３０μｍのダイヤモンド超砥粒を用いる場合では、切刃ブレードの直進性を向上させるために電解エッチングによりニッケルを約１０μｍ溶解して、切刃ブレードの両側面におけるダイヤモンド超砥粒の突出量を合わせて両側面の切断抵抗をほぼ同じにする必要がある。

特開２０１５－０５７３０７号公報 特開平５－３４５２８１号公報

しかしながら、上記従来の製造方法において、電解エッチングを用いてダイヤモンド超砥粒を突出させる場合、台金側の露出していないダイヤモンド超砥粒を突出させる際に、ダイヤモンド超砥粒の周辺のニッケルが優先的に溶解し、ダイヤモンド超砥粒の保持力が低下するという問題がある。

また、台金側のダイヤモンド超砥粒は、めっきの初期段階では、結晶面が台金面に面することで安定して配置されるために、多くのダイヤモンド超砥粒が結晶面を台金側に向けて分散され非常に偏った配列となり、成長面（反対面）側と比較すると非常に平らな状態となる。そこで、ダイヤモンド超砥粒の結晶面が偏りなく配列されるように一層目のダイヤモンド超砥粒を完全に除去しようとすると、２層目のダイヤモンド超砥粒の周辺ではニッケルが優先的に溶解して、多量のダイヤモンド超砥粒が脱落してしまうという問題がある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、金属母材から突出する砥粒が脱落するのを抑制することが可能な切刃ブレードを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、軸線周りに回転される切刃ブレードであって、平板状に形成された金属母材と、前記金属母材に分散された砥粒と、を備え、前記金属母材が第１金属材料により形成されていて、前記金属母材のいずれか一方の面に、前記第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい第２金属材料に砥粒が分散されるとともに、前記金属母材に分散された砥粒のうちの前記金属母材から突出した前記砥粒が前記第２金属材料によって被覆された砥粒被覆領域が形成されていることを特徴とする。

この発明に係る切刃ブレードによれば、金属母材が第１金属材料により形成されていて、金属母材のいずれか一方の面に、第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい第２金属材料に砥粒が分散されるとともに砥粒が第２金属材料によって被覆された砥粒被覆領域が形成されているので、砥粒被覆領域以外の領域に関して、電解エッチング、酸によるエッチングを用いることで、第１金属材料からなる金属母材が溶解されて砥粒と金属母材の境界にくぼみ（ポケット）が形成されるのを抑制しつつ第２金属材料を溶解、除去して、金属母材の所望の領域（砥粒被覆領域以外の領域）に砥粒を突出させることができる。

この明細書において、金属母材とは、金属（純金属、合金）、金属化合物、これらを混合して構成されたものを含み、めっきによって形成された金属を含んだ結合相をいうものとする。

また、この明細書において、砥粒が金属母材から突出している領域における砥粒と金属母材との境界におけるくぼみ（ポケット）とは、砥粒の周囲又は砥粒と隣接して形成され砥粒表面の露出をともなう凹部をいい、例えば、電解エッチングや酸によるエッチングにより形成される凹部が含まれる。また、くぼみの深さとは、切刃ブレードを厚さ方向に切断した断面における最大深さをいう。

また、この明細書において、第１金属材料とは、金属（純金属、合金）、金属化合物、金属と金属化合物を含んで構成されたもの、又は少なくともこれらのいずれかひとつと他の物質を含んで構成されたものを含むものとする。また、第２金属材料についても同様とする。

請求項２に記載の発明は、軸線周りに回転される切刃ブレードであって、平板状に形成された金属母材と、前記金属母材に分散された砥粒と、を備え、前記金属母材が第１金属材料により形成されていて、前記金属母材のいずれか一方の面に、両性元素を含んで構成された第２金属材料に砥粒が分散されるとともに、前記金属母材に分散された砥粒のうちの前記金属母材から突出した前記砥粒が前記第２金属材料によって被覆された砥粒被覆領域が形成されていることを特徴とする。

この発明に係る切刃ブレードによれば、金属母材のいずれか一方の面に、両性元素を含んで構成された第２金属材料に砥粒が分散されるとともに砥粒が第２金属材料によって被覆された砥粒被覆領域が形成されているので、砥粒被覆領域以外の領域に関して、アルカリによるエッチング、酸によるエッチング、電解エッチングを用いることで、第１金属材料からなる金属母材が溶解されて砥粒と金属母材の境界にくぼみ（ポケット）が形成されるのを抑制しつつ第２金属材料を溶解、除去して、金属母材の所望の領域（砥粒被覆領域以外の領域）に砥粒を突出させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の切刃ブレードであって、前記第１金属材料がニッケルを含有する金属材料とされ、前記第２金属材料が亜鉛であることを特徴とする。

この発明に係る切刃ブレードによれば、第１金属材料がニッケルを含有する金属材料とされ、砥粒被覆領域を構成する第２金属材料が両性元素でありニッケルよりもイオン化傾向が大きい亜鉛とされているので、砥粒被覆領域以外の領域に関して、アルカリによるエッチング、電解エッチング、酸によるエッチングを用いることで、第１金属材料からなる金属母材が溶解されて砥粒と金属母材の境界にくぼみ（ポケット）が形成されるのを抑制しつつ亜鉛を溶解、除去して金属母材の所望の領域（砥粒被覆領域以外の領域）に砥粒を突出させることができる。

この発明に係る切刃ブレードによれば、金属母材から突出する砥粒が脱落するのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードが適用されたハブ型ブレードの概略構成の一例を説明する斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードが適用されたハブ型ブレードの概略構成を説明する図であり、図１において矢視II－IIで示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードが適用されたハブ型ブレードの概略構成を説明する拡大した部分断面図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの概略構成を説明する概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程における切刃ブレード素材を製造する手順の概略を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程を説明する図であり、切刃ブレード素材の原板を製造する際のＳＵＳ台金準備の概略を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程を説明する図であり、下部めっき層が形成された状態の概略構成を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程を説明する図であり、切刃ブレードの原板が形成された状態の概略構成を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程を説明する図であり、エッチング前のマスキングを施した切刃ブレード素材の原板の概略を説明する概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程におけるブレード本体形成の詳細を説明する図であり、砥粒粒径の０．５倍まで下部めっき層が成長した状態を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程におけるブレード本体形成の詳細を説明する図であり、砥粒粒径の１．５倍まで下部めっき層が成長した状態を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程におけるブレード本体形成の詳細を説明する図であり、下部めっき層の上にブレード本体を形成する状態を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程におけるブレード本体形成の詳細を説明する図であり、ブレード本体の形成が終了した状態を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程におけるブレード本体形成の詳細を説明する図であり、下部めっき層溶解の状態を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程を説明する図であり、電解エッチング処理した後の切刃ブレード素材の原板の概略を説明する概念図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１～図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードについて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードが適用されたハブ型ブレードの概略構成の一例を説明する斜視図であり、図２は、図１において矢視II－IIで示す断面図であり、図３は拡大した部分断面図である。また、図４は切刃ブレードの概略構成を説明する概念図である。図において、符号１はハブ型ブレードを、符号１０はアルミハブ（ハブ）を、符号２０は両面粘着テープを、符号３０は切刃ブレードを示している。また、符号３０Ｚは下部めっき層を、符号３０Ｎはブレード本体を示している。

ハブ型ブレード１は、図１～図３に示すように、例えば、アルミハブ１０と、両面粘着テープ（接続部）２０と、切刃ブレード３０とを備えている。そして、アルミハブ１０と、切刃ブレード３０とが両面粘着テープ２０によって貼着、接続されている。

アルミハブ１０は、例えば、最大外径５５．４ｍｍに形成され軸線Ｏ方向の一方側Ｒにブレード取付け面１０Ａが形成され、ブレード取付け面１０Ａから軸線Ｏの他方側Ｆに向かうにしたがって一旦縮径されてから拡径されるとともに、内周に軸線Ｏと同軸とされる取付孔１０Ｈが形成されている。

また、ハブ１０は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成されている。アルミニウム合金の材質については、使用条件に基づいて任意に設定することが可能であるが、例えば、Ａ２０１７、Ａ５０８３、Ａ７０７５（ＪＩＳ規格）等が好適である。

また、ブレード取付け面１０Ａは、両面粘着テープ２０の効果的な貼着を確保するために、例えば、研磨加工等によって、表面粗さＲｍａｘ０～２０μｍ（ＪＩＳ Ｂ０６０１－１９８２）のスムースな仕上面とされていることが好適である。

両面粘着テープ２０は、例えば、粘着性を有するシート状の樹脂をドーナツ状に形成したものであり、テープ本体２１の切刃ブレード３０側に位置される面２１Ａ及びハブ１０側に位置される面２１Ｂに粘着性を有する接着剤転写テープとされている。

また、両面粘着テープ２０の外径、厚さ、弾性係数、保持力（粘着力）等は、例えば、切刃ブレード３０の平面度（軸線Ｏに対する直角度）を保持することが可能とされ、かつハブ型ブレード１が対象物を切断する際の切断トルクによって生じるねじり変形が切刃ブレード３０に破損を生じさせないように設定されていることが好適である。
また、両面粘着テープ２０の厚さについては、例えば、厚さ１００μｍ以下が好適であり、厚さ３０μｍ以上５０μｍ以下がより好適である。

なお、アルミハブ１０と切刃ブレード３０との間にタッチセンサとして機能する程度の導電性を有していることが好適であるが、両面粘着テープ２０が導電性を有するかどうかは任意に設定可能である。導電性を有するものとしては、一例として、導電性接着剤転写テープ９７０７（商品名：３Ｍジャパン株式会社製）、９７０９Ｓ（商品名：３Ｍジャパン株式会社製）、Ｔ４４２０Ｗ（商品名：デクセリアルズ株式会社製）を適用することができる。

なお、両面粘着テープ２０に代えて、例えば、テープ基材の一方側と他方側の面に粘着性接着剤が塗布された両面粘着テープを用いてもよい。かかる場合、例えば、厚さ２５μｍのアルミ箔により構成され、粘着性を有する粘着性接着剤は、導電性粒子を混入したアクリル樹脂により構成され厚さ８５μｍとされていて導電性（例えば、アルミハブ１０と切刃ブレード３０の間の電気抵抗約４．５Ω）を有していることが好適である。

テープ基材を有する両面粘着テープとしては、例えば、ＡＬ－２５ＤＣ（商品名：３Ｍジャパン株式会社製）、Ｔ７６２０（商品名：デクセリアルズ株式会社製）や７８４８ＹＣＷＢ（商品名：積水化学工業株式会社製）等が適用可能であり、Ｘ－７００１（商品名：３Ｍジャパン株式会社製）のように褶曲させた導電性布を基材とするものや、９７２０Ｓ（商品名：３Ｍジャパン株式会社製）のように不織布を基材とするものを適用してもよい。

切刃ブレード３０は、例えば、外径５５．０５ｍｍ、刃厚１５～４０μｍ（例えば、２０μｍ）の円板状とされ、内周側には軸線Ｏと同軸に直径４２.００ｍｍの円形穴３０Ｈが形成されている。

また、切刃ブレード３０は、図４に示すように、例えば、ハブ型ブレード１において、軸線Ｏ方向における一方側Ｒに位置されて露出面３０Ｆ及び切刃ブレード３０の外周に位置される突出部を含むブレード本体３０Ｎと、軸線Ｏ方向における他方側Ｆの内周側に位置され、他方側Ｆが両面粘着テープ２０を介してハブ１０と接続される接続面３０Ｔとされた下部めっき層（砥粒被覆領域）３０Ｚを備えている。

また、ブレード本体３０Ｎは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）（第１金属材料）からなる金属母材３１と、金属母材３１に分散されたダイヤモンド超砥粒（砥粒）３２とを備え、ダイヤモンド超砥粒３２は接続面３０Ｔが形成された下部めっき層（砥粒被覆領域）３０Ｚ以外の領域で、例えば、金属母材３１の表面から約１０μｍ突出している。

ダイヤモンド超砥粒３２は、例えば、約２０～３０μｍ（平均粒径２３μｍ）、集中度は５０～１２５のダイヤモンドによって構成されている。
また、ダイヤモンド超砥粒３２は、軸線Ｏ方向における両側の面で、結晶面が一定の向きに偏ることなく金属母材３１から突出しており、例えば、金属母材３１から突出するダイヤモンド超砥粒３２のうち、結晶面が切刃ブレード３０の接続面３０Ｔと平行に配置されたものが約３０％以下とされていることが好適である。
ここで、接続面３０Ｔと平行に配置された結晶面とは、接続面３０Ｔに対する傾きが１°以下に配置された結晶面をいうものとする。
また、接続面３０Ｔに対する結晶面の傾きは、切刃ブレード３０を任意の方向に沿って厚さ方向に切断し、その切断面を顕微鏡で撮像して取得した画像を計測して判断することが可能である。
なお、金属母材３１から突出するダイヤモンド超砥粒３２のうち、切刃ブレード３０の接続面３０Ｔと平行に配置された結晶面を有するものの比率は、被加工材に応じて任意に設定可能であり、例えば、金属母材３１から突出するダイヤモンド超砥粒３２のほぼ全数（例えば、９５％以上）が接続面３０Ｔと平行に配置された結晶面を有していてもよい。

また、ダイヤモンド超砥粒３２が金属母材３１から突出している領域では、金属母材３１の表面がダイヤモンド超砥粒３２に平坦に接続されていて、金属母材３１とダイヤモンド超砥粒３２の境界にはくぼみ（ポケット）が形成されていない構成とされている。
なお、ダイヤモンド超砥粒３２と金属母材３１の境界におけるくぼみが形成されていてもよく、くぼみが形成されている場合は、くぼみの深さが金属母材３１の表面に対してダイヤモンド超砥粒３２の粒径の１０％以下であることが好適であり、５％以下であることがより好適である。

なお、ニッケル（Ｎｉ）を含む金属母材３１として、ニッケル（Ｎｉ）に代えてニッケルを主成分とする合金を適用してもよく、ニッケルを主成分とする合金としては、例えば、ニッケル－リン（Ｎｉ－Ｐ）、ニッケル－コバルト（Ｎｉ－Ｃｏ）、ニッケル－ボロン（Ｎｉ－Ｂ）を適用することが好適である。

また、下部めっき層３０Ｚは、例えば、亜鉛（Ｚｎ）（第２金属材料）３１Ｚと、亜鉛（Ｚｎ）３１Ｚに分散されたダイヤモンド超砥粒（砥粒）３２とを備え、金属母材３１側は下部めっき層３０Ｚから突出するダイヤモンド超砥粒３２が金属母材３１に取り込まれ、接続面３０Ｔ側は亜鉛（Ｚｎ）３１Ｚの表面からダイヤモンド超砥粒３２が突出することなく平坦面に形成されている。

また、ハブ型ブレード１において切刃ブレード３０がアルミハブ１０から外方に突出する突出部は、例えば、軸線Ｏ方向の一方側と他方側に面取り状の目立部３０Ｃが形成されている。なお、図２に示す目立部３０Ｃは一例であり、目立部３０Ｃの形態は被加工材により適宜設定される。

この実施形態において、切刃ブレード３０は、アルミハブ１０に両面粘着テープ２０を貼着し、貼着した両面粘着テープ２０に内径加工した切刃ブレード３０の原板を貼着した後にアルミハブ１０と同軸に外径加工して形成されている。

次に、図５、図６Ａ～図６Ｄ、図７Ａ～図７Ｅ、図８を参照して、第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程における切刃ブレード素材の製造手順の概略について説明する。 図５は、本発明の第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程における切刃ブレード素材を製造する手順の概略を示すフローチャートであり、図６Ａ～図６Ｄは、切刃ブレードの製造工程の概略を説明する図である。また、図７Ａ～図７Ｅは、第１実施形態に係る切刃ブレードの製造工程におけるブレード本体形成の詳細を説明する図である。また、図８は、電解エッチング処理した後の切刃ブレード素材の原板の概略を説明する概念図である。

切刃ブレード製造工程は、図５に示すように、例えば、ＳＵＳ台金準備工程（Ｓ１）と、下部めっき層形成工程（Ｓ２）と、ブレード本体形成工程（Ｓ３）と、剥離工程（Ｓ４）と、マスキング工程（Ｓ５）と、下部めっき層溶解工程（Ｓ６）と、電解エッチング工程（Ｓ７）と、内径加工工程（Ｓ８）とを備えていて、これら一連の工程を経て切刃ブレード素材が完成される（Ｓ９）。

（１）ＳＵＳ台金準備工程
まず、アルミハブと対応する外径を有する切刃ブレード素材を形成するのに適したＳＵＳ台金（ステンレス鋼製台金）を準備する（Ｓ１）。
図６Ａは、第１実施形態に係る切刃ブレード素材の原板を製造する際のＳＵＳ台金準備の概略を示す概念図である。
ＳＵＳ台金ＳＵＳは、例えば、ステンレス鋼からなる円板により構成されていて、分散めっきによって切刃ブレード素材の原板を形成する切刃ブレード形成面Ｓ１０は、鏡面処理されていることが好適である。
また、ＳＵＳ台金ＳＵＳは、図６Ａに示すように、切刃ブレード素材の形状を考慮して、下部めっき層及びブレード本体の形成が不要な部分にマスキングＭ１を施すことが好適である。
また、ＳＵＳ台金ＳＵＳの外径は、例えば、ＳＵＳ台金の切刃ブレード形成面Ｓ１０に形成される切刃ブレード素材の原板の外周側が厚めに形成されても、切刃ブレード素材をアルミハブに装着して、外径加工、ダイサードレスした後に、切刃ブレードの刃厚、歪等が切刃ブレードの寸法公差内となるように設定されていることが好適である。

なお、この明細書において、ハブに切刃ブレードを装着するとは、別々に作成したハブと切刃ブレードとを、例えば、両面粘着テープ、接着剤、拡散接合等の装着手段（接続部）により接続して一体のハブ型ブレードを構成することをいい、ハブにめっきや蒸着等により切刃ブレードを直接的に形成する以外の種々の装着手段による接続を含む趣旨である。

（２）下部めっき層形成工程
次に、ＳＵＳ台金にダイヤモンドの超砥粒を分散した亜鉛（Ｚｎ）を分散めっきして下部めっき層３０Ｚを形成する（Ｓ２）。
図６Ｂは、ＳＵＳ台金ＳＵＳの切刃ブレード形成面Ｓ１０に、亜鉛（Ｚｎ）の分散めっきによって下部めっき層が形成された状態の概略構成を示す概念図である。
下部めっき層形成工程では、ダイヤモンド超砥粒を分散した亜鉛めっき液を分散めっき装置（不図示）に貯留して、亜鉛めっき液中にＳＵＳ台金ＳＵＳを配置する。
そして、亜鉛をアノードとして、亜鉛めっき液を撹拌しながら電解めっき法によりＳＵＳ台金ＳＵＳの切刃ブレード形成面Ｓ１０にダイヤモンド超砥粒ｄの約１．５倍の厚さの下部めっき層（亜鉛めっき）を成長させる。
その結果、図６Ｂに示すように、切刃ブレード形成面Ｓ１０に、ダイヤモンド超砥粒３２が分散された亜鉛３１Ｚからなる分散亜鉛めっき（亜鉛めっき）による下部めっき層３０Ｚが形成される。
下部めっき層形成工程については、後述する下部めっき層溶解工程の説明において、下部めっき層形成～下部めっき層溶解について詳細を説明する。
なお、下部めっき層を構成する第２金属材料としては、両性元素であるスズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）が好適であり、ニッケル（Ｎｉ）よりもイオン化傾向が大きい点で亜鉛（Ｚｎ）がより好適である。また、第２金属材料として、第１金属材料よりイオン化傾向が大きい金属を適用してもよい。

（３）ブレード本体形成工程
次に、ＳＵＳ台金に形成した下部めっき層の上（表面）に、ダイヤモンドの超砥粒が分散されたニッケルめっき液を用いて分散ニッケルめっきにより切刃ブレード素材の原板を形成する（Ｓ３）。
図６Ｃは、ＳＵＳ台金ＳＵＳの切刃ブレード形成面Ｓ１０に、分散ニッケルめっきによって切刃ブレード素材の原板が形成された状態の概略構成を示す概念図である。
分散めっき工程では、ダイヤモンドの超砥粒を分散したニッケルめっき液を分散めっき装置（不図示）に貯留して、ニッケルめっき液中に下部めっき層３０Ｚが形成されたＳＵＳ台金ＳＵＳを配置する。
そして、ニッケルをアノードとして、ニッケルめっき液を撹拌しながらＳＵＳ台金ＳＵＳに形成された下部めっき層３０Ｚの上に、ブレード本体３０Ｎをなすダイヤモンド超砥粒３２が分散されたニッケルめっき３１からなるブレード本体３０Ｎを電解めっき法により成長させる。
その結果、図６Ｃに示すように、下部めっき層３０Ｚの上部にブレード本体３０Ｎが形成された切刃ブレード素材の原板Ｗ３０１が形成される。

なお、ニッケルめっき液に代えて、ダイヤモンドの超砥粒を分散したニッケルを含有する第１金属材料のめっき液を用いて切刃ブレード素材の原板を形成してもよく、第１金属材料としては、Ｎｉ－Ｃｏ、Ｎｉ－Ｂ、Ｎｉ－Ｐめっき液や銅（Ｃｕ）が好適である。 また、分散ニッケルめっき層により切刃ブレード素材の原板を形成する場合には熱処理は不要であるが、Ｎｉ－ＰやＮｉ－Ｂめっき層により切刃ブレード素材の原板を形成する場合には熱処理（例えば、２５０℃×１ｈｒ）が有効である。
また、電解めっき法に代えて、無電解めっき法によりめっき層を形成してもよい。

（４）剥離工程
次いで、ブレード本体形成工程で形成した切刃ブレード素材の原板を、下部めっき層とともにＳＵＳ台金から剥離する（Ｓ４）。
切刃ブレード素材の原板Ｗ３０１は、下部めっき層３０ＺとともにＳＵＳ台金ＳＵＳから剥離する。
剥離した切刃ブレード素材の原板Ｗ３０１は、ダイヤモンド含有量、刃厚、そり、外観等を検査する。

（５）マスキング工程
次いで、ＳＵＳ台金から剥離した切刃ブレード素材の原板においてエッチング処理が不要な部分にマスキングをする（Ｓ５）。
図６Ｄは、下部めっき層にマスキングを施した切刃ブレード素材の原板の概略を説明する概念図である。
この実施形態では、図６Ｄに示すように、切刃ブレード形成面Ｓ１０側に位置されて、亜鉛（Ｚｎ）めっきからなる亜鉛３１Ｚからダイヤモンド超砥粒３２を突出させずに表面粗さが小さな鏡面状の平坦面のままでアルミハブのブレード取付け面１０Ａに接着させるための接続面３０Ｔがアルカリで溶解しないようにマスキングＭ２を施す。

なお、切刃ブレード単体（ハブレス）で用いる場合など、下部めっき層溶解工程において、軸線Ｏ方向における両側の全面にわたってアルカリエッチングにより下部めっき層３０Ｚを溶解、除去して、両側の全面にダイヤモンド超砥粒３２を突出させる場合はマスキング工程は不要である。

また、下部めっき層溶解工程において、アルカリに代えて酸によるエッチングを用いて下部めっき層３０Ｚを溶解、除去する場合には、マスキングＭ２に加えて下部めっき層３０Ｚと反対側の面をマスキングすることが好適である。

また、下部めっき層溶解工程において、アルカリに代えて電解用の電極を下部めっき層３０Ｚと対向させ、電解エッチングにより下部めっき層３０Ｚを溶解、除去する場合は、下部めっき層３０Ｚと反対側の面についてマスキングを省略してもよい。

（６）下部めっき層溶解工程
次に、マスキングを施した切刃ブレード素材の原板の下部めっき層のマスキングされていない領域を溶解し、接続面側の金属母材からダイヤモンド超砥粒を突出させる（Ｓ６）。
下部めっき層溶解は、例えば、エッチング装置を用いて、図６Ｄに示すマスキングを施した切刃ブレード素材の原板Ｗ３０１を、アルカリによりエッチングして、所望の領域（砥粒被覆領域以外の領域）の下部めっき層を溶解、除去する。アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いることが好適である。
下部めっき層溶解工程では、金属母材３１に取り込まれずに下部めっき層３０Ｚに分散されたダイヤモンド超砥粒３２が離脱する。

下部めっき層溶解工程で処理された切刃ブレード素材の原板は、マスキングされた接続面３０Ｔはダイヤモンド超砥粒が突出することなく平坦に形成されて、接続面と反対側に位置される露出面は金属母材３１からダイヤモンド超砥粒３２が突出している。

下部めっき層溶解工程の構成に関して、第２金属材料が両性元素でありかつ第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい場合（例えば、第１金属材料がニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、Ｎｉ－Ｃｏ、Ｎｉ－Ｂ、Ｎｉ－Ｐ、第２金属材料が亜鉛（Ｚｎ）、第１金属材料が銅（Ｃｕ）、第２金属材料がスズ（Ｓｎ）等の場合）は、アルカリによるエッチングのほか、酸によるエッチング、電解エッチング、又はアルカリによるエッチングと酸によるエッチングと電解エッチングのなかから選択したものを組み合わせて用いてもよい。

また、第２金属材料が両性元素を含みかつ第１金属材料よりもイオン化傾向が小さい場合（例えば、第１金属材料がニッケル（Ｎｉ）、Ｎｉ－Ｃｏ、Ｎｉ－Ｂ、Ｎｉ－Ｐ、第２金属材料がスズ（Ｓｎ）の場合）は、酸によるエッチングは適さず、アルカリによるエッチング、電解エッチング、アルカリによるエッチングと電解エッチングを組み合わせて用いることが可能である。

また、第２金属材料が両性元素を含むものではなく第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい場合（例えば、第１金属材料が銅（Ｃｕ）や銅合金、第２金属材料がニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）等）は、酸によるエッチング、電解エッチング、又は酸性によるエッチングと電解エッチングを組み合わせて用いることが可能である。

下部めっき層溶解工程において、アルカリによるエッチングに代えて又はアルカリによるエッチングとともに、酸によるエッチング、電解エッチング、酸によるエッチングと電解エッチングを適用してもよい。
また、例えば、電解エッチング、酸エッチングを先に行っておき、最後の一皮のみアルカリによるエッチングを行って時間効率を向上してもよい。

以下、図７Ａ～図７Ｅを参照して、下部めっき層形成～下部めっき層溶解について詳細を説明する。図７Ａ～図７Ｅは、第１実施形態に係る切刃ブレード製造工程におけるブレード本体形成の詳細を説明する図であり、図７Ａは、砥粒粒径の０．５倍まで下部めっき層が成長した状態を、図７Ｂは、砥粒粒径の１．５倍まで下部めっき層が成長した状態を、図７Ｃは、下部めっき層の上にブレード本体を形成する状態を、図７Ｄは、ブレード本体の形成が終了した状態を、図７Ｅは、下部めっき層溶解の状態を示す概念図である。

ダイヤモンド超砥粒３２が分散された亜鉛めっき３１Ｚを形成する場合、図７Ａに示すように、下部めっき層３０Ｚの下層においてめっき形成の初期段階にＳＵＳ台金ＳＵＳの切刃ブレード形成面Ｓ１０に定着されるダイヤモンド超砥粒３２は、ダイヤモンド超砥粒３２の結晶面（結晶の表面を構成する面）３２Ａが優先的に切刃ブレード形成面Ｓ１０と面する。このような状況は、例えば、ダイヤモンド超砥粒３２の粒径ｄに対して、約０．５ｄまで観察される。

その後、図７Ｂに示すように、下部めっき層３０Ｚが成長するにつれて、結晶面３２Ａが切刃ブレード形成面Ｓ１０と関わりなく配置されたダイヤモンド超砥粒３２が、亜鉛（Ｚｎ）内に分散配置される。そして、例えば、ダイヤモンド超砥粒３２の粒径ｄに対して、約１．５ｄに至るころには、結晶面３２Ａが種々の方向に分散されて偏りがなくなることが観察される。

下部亜鉛めっき層３０Ｚの上にダイヤモンド超砥粒３２が分散されたニッケル（Ｎｉ）（第１金属材料）をめっきしてブレード本体を形成する際、図７Ｃに示すように、下部めっき層３０Ｚから上方に突出するダイヤモンド超砥粒３２は、結晶面３２Ａの向きに関係なく金属母材３１内に取り込まれる。
その結果、図７Ｃに示すように、切刃ブレード素材の原板Ｗ３０１Ｎにおいてブレード本体３０Ｎを構成する金属母材３１と下部めっき層３０Ｚの界面には、種々の方向に結晶面３２Ａを向けたダイヤモンド超砥粒３２が、切刃ブレード形成面Ｓ１０に関わらず偏りなく配置される。

その後、成長面側（切刃ブレード形成面Ｓ１０の反対側）にダイヤモンド超砥粒３２が分散されたニッケル３１Ｎのめっきが成長して、図７Ｄに示すようなブレード本体３０Ｎが形成される。
ブレード本体３０Ｎは、図７Ｄに示すように、ニッケルからなる金属母材３１にダイヤモンド超砥粒３２が分散されるとともに、成長面では、種々の方向に結晶面３２Ａを向け偏りなく配列されたダイヤモンド超砥粒３２が金属母材３１から突出する。

下部めっき層溶解は、図７Ｅに示すように、例えば、切刃ブレード素材の原板Ｗ３０１をアルカリによりエッチングして、所望の領域（砥粒被覆領域以外の領域）の下部めっき層を溶解、除去して、金属母材３１に取り込まれずに下部めっき層３０Ｚに分散されたダイヤモンド超砥粒３２をブレード本体３０Ｎから離脱させて切刃ブレード素材の原板Ｗ３０２を形成する。
その結果、切刃ブレード素材の原板Ｗ３０１は、マスキングされた接続面３０Ｔではダイヤモンド超砥粒が突出することなく平坦に形成され接続面３０Ｔと反対側に位置される露出面３０Ｆでは金属母材３１からダイヤモンド超砥粒３２が突出した切刃ブレード素材の原板Ｗ３０２が形成される。

（７）電解エッチング工程
次に、下部めっき層溶解工程で不要な下部めっき層３０Ｚを溶解、除去したブレードを電解エッチング処理して、切刃ブレード素材の原板において下部めっき層を除去して露出した金属母材を溶解し、ダイヤモンド超砥粒を突出させて目立てする（Ｓ７）。
図８は、第１実施形態に係る電解エッチング後の切刃ブレード素材の原板の概略を説明する概念図である。
電解エッチング処理は、切刃ブレード素材の原板を電解エッチング装置で逆電解することにより、下部めっき層３０Ｚが溶解して露出したニッケルめっきからなる金属母材３１からニッケルを溶解させてダイヤモンド超砥粒３２を突出させて、切刃ブレード素材の原板Ｗ３０２を形成する。

電解エッチングをする際は、電解エッチング用の電極を、下部めっき層３０Ｚが溶解、除去された切刃ブレード素材の原板の接続面３０Ｔ側と対向させ、露出面３０Ｆ側に電流が流れるのを抑制することが好適である。

切刃ブレード素材の原板Ｗ３０２は、図８に示すように、ハブ型ブレードにおいてアルミハブ１０と反対側に位置される露出面３０Ｆ及び切刃ブレードの突き出し部分は、ニッケルめっきからなる金属母材３１からダイヤモンド超砥粒３２が突出している。また、両面粘着テープが貼着される接続面３０Ｔは、下部めっき層をなす亜鉛（Ｚｎ）（第２金属材料）３１Ｚがダイヤモンド超砥粒３２を被覆しているので、ダイヤモンド超砥粒３２が突出することなく平坦面とされている。

（８）内径加工工程
次いで、電解エッチング工程で目立てをした切刃ブレード素材の原板を内径加工して切刃ブレード素材を形成する（Ｓ８）。
切刃ブレード素材の原板Ｗ３０２の内径加工は、例えば、内径加工する部位に液体（例えば、水）を供給して冷却しながらレーザビームを照射して切刃ブレード素材の原板Ｗ３０２に円形穴を加工して切刃ブレード素材を形成する。
なお、内径加工する部位に液体を供給する場合には、例えば、内径加工する部位に噴流液水柱（噴流水柱）を形成して、レーザビームをこの噴流水柱内で反射させながら加工部位に誘導して、加工部位に照射することが好適であり、そのため、噴流水柱（噴流液柱）を可能な限り凹凸の少ない層流としてレーザビームを噴流水柱Ｃ内で全反射させるとより好適である。また、レーザビームの波長は、例えば、２００～７００ｎｍとすることが好適である。
なお、水を供給せずにレーザビームを照射して内径加工してもよいし、レーザビーム加工に代えてワイヤカットや研削等、周知の他の加工方法により内径加工してもよい。
また、外径加工する場合には、例えば、アルミハブに装着した切刃ブレード素材をアルミハブの軸線と同軸に外径加工することが好適である。
また、単体で用いる切刃ブレード（ハブレス）については、内径加工と外形加工を同時に行ってもよいし、いずれかを一方を行った後に他方を行ってもよい。

（９）切刃ブレード素材完成
品質検査が満足していたら切刃ブレード素材が完成する（Ｓ９）。
なお、Ｓ１～Ｓ９の工程は、一例を示すものであり適宜変更又は省略することが可能である。

第１実施形態に係るハブ型ブレード１によれば、切刃ブレード３０のダイヤモンド超砥粒３２が金属母材３１から突出している領域において、金属母材３１の表面がダイヤモンド超砥粒３２に平坦に接続されくぼみが形成されていないので、ダイヤモンド超砥粒３２に対する保持力が充分に確保される。
その結果、金属母材３１からダイヤモンド超砥粒３２が脱落するのを抑制することができる。

第１実施形態に係るハブ型ブレード１及び切刃ブレード製造方法によれば、第１金属材料がニッケルを含有する金属材料とされ、砥粒被覆領域を構成する第２金属材料が両性元素でありニッケルよりもイオン化傾向が大きい亜鉛とされているので、酸によるエッチングにより下部めっき層３０Ｚを溶解して、接続面３０Ｔ以外の領域において、ダイヤモンド超砥粒３２と金属母材３１との境界にポケットが形成されるのを抑制しつつ金属母材３１からダイヤモンド超砥粒３２を突出させることができる。

第１実施形態に係る切刃ブレード製造方法によれば、下部めっき層形成工程において、ダイヤモンド超砥粒３２の粒径の１．５倍以上の下部めっき層３０Ｚを形成するので、下部めっき層３０Ｚを溶解することにより、金属母材３１から突出するダイヤモンド超砥粒３２の結晶面３２Ａの向きが切刃ブレード３０の面に沿って偏るのを抑制することができる。その結果、切刃ブレード３０の切削性能を向上することができる。

第１実施形態に係る切刃ブレード製造方法によれば、第１金属材料がニッケルを含む金属材料からなり、第２金属材料が亜鉛とされているので、アルカリによるエッチング、電解エッチング、酸によるエッチングのいずれを適用しても、金属母材３１の溶解を抑制しつつ下部めっき層３０Ｚを溶解して下部めっき層３０Ｚに被覆されていたダイヤモンド超砥粒３２を突出させることが可能であり、切削性能が優れた切刃ブレード３０を効率的に製造することができる。

なお、上記実施形態において記載した技術的事項については、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態においては、ダイヤモンド超砥粒３２が金属母材３１から突出している領域において、金属母材３１の表面がダイヤモンド超砥粒３２に平坦に接続されている場合について説明したが、ダイヤモンド超砥粒３２と金属母材３１の境界に金属母材３１の表面に対してダイヤモンド超砥粒３２の粒径の１０％以下の深さのくぼみが形成された構成とされていてもよい。

また、上記実施形態においては、切刃ブレード３０がニッケルめっきからなる金属母材３１にダイヤモンド超砥粒３２が分散されている場合について説明したが、例えば、Ｎｉ－Ｐめっき、Ｎｉ－ＣｏめっきやＮｉ－Ｂめっき、銅（Ｃｕ）や銅合金（例えば、Ｃｕ－Ｓｎ）をはじめとする適用可能な種々の第１金属材料からなる金属母材に砥粒が分散された切刃ブレードに適用してもよい。

また、上記実施形態においては、第１金属材料がニッケル（Ｎｉ）とされ、第２金属材料が両性元素でありかつニッケル（Ｎｉ）よりもイオン化傾向が大きい亜鉛（Ｚｎ）である場合について説明したが、第２金属材料として、亜鉛（Ｚｎ）に代えて、亜鉛（Ｚｎ）を含有する合金、亜鉛（Ｚｎ）の化合物を含んで構成されたもの、少なくともこれらのうちいずれかひとつと他の物質を含んで構成されたものを適用して下部めっき層を形成してもよい。

また、亜鉛（Ｚｎ）に代えて、両性元素であるスズ（Ｓｎ）を含有する合金、スズ（Ｓｎ）の化合物を含んで構成されたもの、少なくともこれらのうちいずれかひとつと他の物質を含んで構成されたものを含んで構成されたものを用いて下部めっき層を形成してもよい。
また、第１金属材料よりもイオン化傾向が大きくめっきが可能な両性元素を含んでいない第２金属材料を用いて下部めっき層を形成してもよい。

また、上記実施形態においては、下部めっき層３０Ｚを溶解する際にアルカリによりエッチングする場合について説明したが、下部めっき層３０Ｚを溶解する手段については、下部めっき層３０Ｚの材質、下部めっき層３０Ｚと金属母材３１との溶解速度の差に基づいて、アルカリによるエッチングに加えて、電解エッチング、酸によるエッチングのいずれか、又は電解エッチングと酸によるエッチングを組み合わせてもよいし、その他の周知の種々の溶解手段を適用することができる。

また、上記実施形態においては、下部めっき層３０Ｚ、ブレード本体３０Ｎを電解めっき法により形成する場合について説明したが、電解めっきに代えて、無電解めっき法を適用して下部めっき層３０Ｚ、ブレード本体３０Ｎのいずれか一方又は双方を形成してもよい。

また、上記実施形態においては、下部めっき層３０Ｚをダイヤモンド超砥粒３２の１．５倍程度形成してダイヤモンド超砥粒３２の向きが偏らないように構成する場合について説明したが、下部めっき層３０Ｚの厚さについてはダイヤモンド超砥粒３２の突出量に基づいて任意に設定することができる。
また、ダイヤモンド超砥粒３２の向きの偏りをどのように構成するかについても任意に設定することができる。

また、上記実施形態においては、切刃ブレード３０が、下部めっき層３０Ｚの一部を溶解せずに砥粒被覆領域を残して接続部３０Ｔを備える場合について説明したが、下部めっき層溶解工程において、切刃ブレード形成面Ｓ１０側をマスキングせずに下部めっき層３０Ｚのすべてを溶解して、切刃ブレード３０の両側全面にわたって金属母材３１からダイヤモンド超砥粒３２を突出させてハブレスの切刃ブレードを製造してもよい。

また、上記実施形態においては、ＳＵＳ台金に電解めっき法によって分散めっき層を形成することにより切刃ブレード素材Ｗ３０の原板Ｗ３０１を形成する場合について説明したが、分散めっき層をＳＵＳ（ステンレス鋼）以外からなる台金（例えば、表面に酸化皮膜を形成し易いアルミニウムやチタン）に成長させて切刃ブレード素材の原板を形成してもよい。

また、図５に示したフローチャートは一例であり、適宜変更（省略、追加）することができる。

本発明に係る切刃ブレード及びハブ型ブレード、切刃ブレード製造方法によれば、金属母材から突出する砥粒が脱落するのを抑制することができるので産業上利用可能である。

１ ハブ型ブレード
１０ アルミハブ（ハブ）
１０Ａ ブレード取付面
２０ 両面粘着テープ
２１ テープ本体
２１Ａ 切刃ブレード側に位置される面
２１Ｂ ハブ側に位置される面
３０ 切刃ブレード
３０Ｚ 下部めっき層（砥粒被覆領域）
３０Ｎ ブレード本体（ニッケルめっき層）
３０Ｔ 接続面（砥粒被覆領域）
３１ 金属母材（ニッケル）
３１Ｚ 亜鉛（Ｚｎ）
３２ ダイヤモンド超砥粒（砥粒）
ＳＵＳ ＳＵＳ台金（ステンレス鋼台金）
Ｓ１０ 切刃ブレード形成面
Ｗ３０１、Ｗ３０２ 切刃ブレード素材の原板

Claims (3)

1. 軸線周りに回転される切刃ブレードであって、
   平板状に形成された金属母材と、
   前記金属母材に分散された砥粒と、を備え、
   前記金属母材が第１金属材料により形成されていて、
   前記金属母材のいずれか一方の面に、前記第１金属材料よりもイオン化傾向が大きい第２金属材料に砥粒が分散されるとともに、前記金属母材に分散された砥粒のうちの前記金属母材から突出した前記砥粒が前記第２金属材料によって被覆された砥粒被覆領域が形成されている、切刃ブレード。
2. 軸線周りに回転される切刃ブレードであって、
   平板状に形成された金属母材と、
   前記金属母材に分散された砥粒と、を備え、
   前記金属母材が第１金属材料により形成されていて、
   前記金属母材のいずれか一方の面に、両性元素を含んで構成された第２金属材料に砥粒が分散されるとともに、前記金属母材に分散された砥粒のうちの前記金属母材から突出した前記砥粒が前記第２金属材料によって被覆された砥粒被覆領域が形成されている、切刃ブレード。
3. 前記第１金属材料がニッケルを含有する金属材料とされ、前記第２金属材料が亜鉛である、請求項１又は２に記載の切刃ブレード。

Images