JP7184464B2 - Annular grindstone manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、切削装置に装着される環状の砥石の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an annular grindstone to be attached to a cutting device.

デバイスチップは、例えば、半導体を含む円板状のウェーハが切断されることで形成される。例えば、交差する複数の分割予定ラインをウェーハの表面に設定し、分割予定ラインで区画された各領域に該半導体を含むIC(Integrated Circuit)等のデバイスを形成する。そして、ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割すると個々のデバイスチップが形成される。 A device chip is formed, for example, by cutting a disk-shaped wafer containing a semiconductor. For example, a plurality of intersecting dividing lines are set on the surface of the wafer, and a device such as an IC (Integrated Circuit) including the semiconductor is formed in each region partitioned by the dividing lines. Then, by dividing the wafer along the planned division lines, individual device chips are formed.

近年、電子機器の小型化・薄型化に伴い、該電子機器に搭載されるデバイスチップに対しても小型化・薄型化への要求が高まっている。薄型のデバイスチップを形成するには、例えば、ウェーハの表面に複数のデバイスを形成した後、ウェーハの裏面を研削して該ウェーハを所定の厚みに薄化し、その後、分割予定ラインに沿ってウェーハを分割する。 In recent years, along with the miniaturization and thinning of electronic equipment, there is an increasing demand for miniaturization and thinning of device chips mounted on the electronic equipment. In order to form a thin device chip, for example, after forming a plurality of devices on the front surface of a wafer, the back surface of the wafer is ground to thin the wafer to a predetermined thickness, and then the wafer is cut along the dividing line. split the

ウェーハの分割には、環状の砥石(切削ブレード)を備えた切削装置が使用される。切削装置では、ウェーハ等の被加工物に垂直な面内に環状の砥石を回転させながら該環状の砥石を該被加工物に切り込ませる。該環状の砥石は、砥粒と、該砥粒が分散された結合材と、を有し、結合材から適度に露出した砥粒が被加工物に接触することで被加工物が切削される(特許文献1参照)。 A cutting device with an annular grindstone (cutting blade) is used to divide the wafer. In a cutting device, an annular grindstone is rotated in a plane perpendicular to a workpiece such as a wafer to cut into the workpiece. The annular grindstone has abrasive grains and a binder in which the abrasive grains are dispersed, and the workpiece is cut by the abrasive grains appropriately exposed from the binder coming into contact with the workpiece. (See Patent Document 1).

被加工物の切削加工を進めると砥粒が結合材から脱落するが、刃先が消耗して次々に該結合材から新たな砥粒が露出される。この作用は自生発刃と呼ばれており、該自生発刃の作用により該環状の砥石の切削能力は一定以上に保たれる。 As the cutting of the workpiece progresses, the abrasive grains fall off from the bonding material, but as the cutting edge wears, new abrasive grains are exposed one after another from the bonding material. This action is called self-sharpening, and the action of self-sharpening keeps the cutting ability of the ring-shaped grindstone above a certain level.

ところで、LED(Light Emitting Diode)等の光デバイスでは、機械的・熱的特性が優れ、化学的にも安定なサファイア基板が使用される。サファイア基板に複数の光デバイスを形成し、該光デバイス毎にサファイア基板を分割すると、光デバイスチップを形成できる。しかし、サファイア基板は硬度が非常に高い難削材と呼ばれる素材である。 By the way, in optical devices such as LEDs (Light Emitting Diodes), sapphire substrates, which are excellent in mechanical and thermal properties and are chemically stable, are used. Optical device chips can be formed by forming a plurality of optical devices on a sapphire substrate and dividing the sapphire substrate for each optical device. However, the sapphire substrate is a material called a difficult-to-cut material with extremely high hardness.

難削材の切削には、例えば、環状の基台の外周縁に電解めっき等の方法で砥石部が電着されたハブタイプと呼ばれる環状の砥石が使用される。より具体的には、該環状の砥石は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒を分散させたニッケル層等の結合材をアルミニウム基台に電着して形成された環状の砥石である。なお、電解めっきで形成される環状の砥石は、電着砥石とも呼ばれる。 For cutting difficult-to-cut materials, for example, a ring-shaped grindstone called a hub type is used, in which a grindstone portion is electrodeposited on the outer periphery of a ring-shaped base by a method such as electrolytic plating. More specifically, the ring-shaped grindstone is a ring-shaped grindstone formed by electrodepositing a bonding material such as a nickel layer in which abrasive grains such as diamond are dispersed on an aluminum base. An annular grindstone formed by electrolytic plating is also called an electrodeposited grindstone.

ニッケル層を結合材とする電着砥石では結合材に砥粒が強く固定されるため、該電着砥石では自生発刃が生じにくく、砥石の切削能力を十分に維持できないとの問題があった。そこで、自生発刃の作用を容易に発現させるために、多孔質構造の結合材を備える環状の砥石が開発された(特許文献2参照)。 Electroplated whetstones having a nickel layer as a binding material have a problem in that since the abrasive grains are strongly fixed to the binding material, self-sharpening is unlikely to occur with the electroplated whetstone, and the cutting ability of the whetstone cannot be sufficiently maintained. . Therefore, in order to facilitate the self-sharpening action, a ring-shaped grindstone provided with a porous bonding material has been developed (see Patent Document 2).

特開2000-87282号公報JP-A-2000-87282 特開2016-168655号公報JP 2016-168655 A

結合材が多孔質構造である環状の砥石で被加工物を切削すると、結合材が消耗して自生発刃が適度に生じ、該環状の砥石の切削能力が一定以上に保たれる。しかし、該環状の砥石の側面も摩耗し易いため、該環状の砥石の強度は低い。そこで、第1の層と、多孔質構造を有する第2の層と、が交互に積層され、外部に露出する両最外層が該第1の層である計3層以上の積層構造を含む砥石部を備える環状の砥石を形成することが考えられる。 When a work piece is cut with an annular grindstone whose bonding material has a porous structure, the bonding material is consumed and moderate self-sharpening occurs, and the cutting ability of the annular grindstone is maintained above a certain level. However, since the side surfaces of the ring-shaped grindstone are also easily worn, the strength of the ring-shaped grindstone is low. Therefore, the first layer and the second layer having a porous structure are alternately laminated, and both outermost layers exposed to the outside are the first layers. It is conceivable to form an annular grindstone with a portion.

該環状の砥石は多孔質構造を有する第2の層を含むため、多孔質構造を有する層を全く含まない環状の砥石と比較して砥石部が消耗しやすく、消耗による自生発刃が生じ易い。その一方で、第1の層も含むため、多孔質構造を有する層のみで砥石部が形成された環状の砥石と比較して強度が高い。さらに、積層構造の最外層は第1の層であるため、該環状の砥石の側面が摩耗しにくい。 Since the ring-shaped grindstone includes the second layer having a porous structure, the grindstone portion is more likely to be worn than a ring-shaped grindstone that does not include any layer having a porous structure, and self-sharpening due to wear is likely to occur. . On the other hand, since the first layer is also included, the strength is higher than that of the ring-shaped grindstone in which the grindstone portion is formed only by the layer having the porous structure. Furthermore, since the outermost layer of the laminated structure is the first layer, the side surface of the annular grindstone is less likely to wear.

ここで、第1の層及び第2の層を含む該環状の砥石の性能は、第2の層が有する多孔質構造の気孔率に大きく左右される。そのため、該環状の砥石を製造する際に、第2の層の検査が望まれる。しかしながら、該環状の砥石の最外層は第1の層で構成されるため、該環状の砥石を破壊することなしに第2の層を検査することはできない。 Here, the performance of the ring-shaped grindstone including the first layer and the second layer is greatly influenced by the porosity of the porous structure of the second layer. Therefore, inspection of the second layer is desired when manufacturing the ring-shaped grindstone. However, since the outermost layer of the ring-shaped grindstone is composed of the first layer, the second layer cannot be inspected without destroying the ring-shaped grindstone.

該第2の層を観察するには、例えば、該環状の砥石を破壊して第2の層を露出させることになるが、この場合、破壊された該環状の砥石はもはや被加工物の切削には使用できない。そのため、該環状の砥石の製造方法における生産性の低下や、工数増加等の新たな課題が生じている。 In order to observe the second layer, for example, the ring-shaped grindstone is broken to expose the second layer. cannot be used for Therefore, new problems such as a decrease in productivity and an increase in man-hours have arisen in the method of manufacturing the annular grindstone.

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第1の層と、多孔質構造を有する第2の層と、が交互に積層された砥石部を有する環状の砥石を製造する際、該多孔質構造を検査できる環状の砥石の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to provide an annular grindstone portion having a grindstone portion in which a first layer and a second layer having a porous structure are alternately laminated. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ring-shaped grindstone which enables inspection of the porous structure when the grindstone is manufactured.

本発明の一態様によれば、中央に貫通孔を有する砥石部を備え、該砥石部は、第1の層と、多孔質構造を有する第2の層と、が該貫通孔の貫通方向に沿って交互に積層され、両面が該第1の層で構成される計3層以上の積層構造を含む環状の砥石の製造方法であって、砥粒が混入されたニッケルめっき液と、該多孔質構造の形成に寄与する添加剤と、が収容されためっき浴槽を準備するめっき浴槽準備工程と、ニッケル電極と、一部が環状に露出された基台と、を該めっき浴槽に浸漬する浸漬工程と、該基台を陰極とし、該ニッケル電極を陽極として該ニッケルめっき液に直流電流を流すことで、該基台の環状に露出された表面にニッケルを含む結合材で固定された該砥粒を含むめっき層を堆積させるめっき層形成工程と、を備え、該めっき層形成工程では、該直流電流の電流密度を所定値未満の電流密度と、該所定値以上の電流密度と、に交互に変えることで、該第1の層と、該第2の層と、を交互に積層させ、最外層が該第2の層で構成された該めっき層を形成し、該めっき層形成工程の後、該めっき層の該最外層を撮像し、該最外層を構成する第2の層が有する多孔質構造の気孔率に関する情報を取得する気孔率検査工程と、該気孔率検査工程の後、該めっき層の該最外層を除去し、該最外層が除去されためっき層で構成される該砥石部を形成する砥石部形成工程と、該めっき層形成工程の後、該基台の全部又は一部を除去して該めっき層の該基台で覆われていた領域の全部又は一部を露出させる基台除去工程と、をさらに備えることを特徴とする環状の砥石の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a grindstone portion having a through-hole in the center is provided, and the grindstone portion includes a first layer and a second layer having a porous structure arranged in a penetrating direction of the through-hole. A method for manufacturing a ring-shaped grindstone having a laminated structure of a total of three or more layers, both sides of which are alternately laminated along the first layer, comprising a nickel plating solution mixed with abrasive grains, and the porous A plating bath preparation step of preparing a plating bath containing an additive that contributes to the formation of a quality structure; and applying a DC current to the nickel plating solution using the base as a cathode and the nickel electrode as an anode, thereby fixing the abrasive to the annularly exposed surface of the base with a bonding material containing nickel. a plating layer forming step of depositing a plating layer containing grains, and in the plating layer forming step, the current density of the direct current is alternately set to a current density of less than a predetermined value and a current density of the predetermined value or more. By changing to, the first layer and the second layer are alternately laminated to form the plating layer in which the outermost layer is the second layer, and the plating layer forming step After that, a porosity inspection step of imaging the outermost layer of the plating layer and acquiring information on the porosity of the porous structure of the second layer constituting the outermost layer, and after the porosity inspection step, After removing the outermost layer of the plating layer and forming the grindstone portion composed of the plating layer from which the outermost layer has been removed, and after the plating layer forming step, all of the base or A method for manufacturing an annular grindstone, further comprising a base removal step of removing a part of the plating layer and exposing all or part of the region covered by the base. be.

好ましくは、該基台除去工程では、該基台の全部を除去し、該砥石部のみからなる環状の砥石を製造する。 Preferably, in the step of removing the base, the entire base is removed to produce an annular whetstone consisting only of the whetstone portion.

また、好ましくは、該基台除去工程では、該基台の一部を除去し、該砥石部及び該基台で構成される該環状の砥石を製造する。 Preferably, in the base removal step, a part of the base is removed to manufacture the ring-shaped grindstone composed of the grindstone portion and the base.

本発明の一態様に係る環状の砥石の製造方法では、第1の層と、多孔質構造を有する第2の層と、が交互に並ぶ計3層以上の積層構造を含む砥石部を備える環状の砥石が製造される。ここで、該砥石部の両面は第1の層で構成される。しかし、本発明の一態様に係る環状の砥石の製造方法では、基台にめっき層を積層させる際に最外層を第1の層とはせず、砥石部の最外層となるべき第1の層にさらに第2の層を積層させておく。すなわち、該めっき層の最外層を第2の層とする。 In the method for manufacturing an annular grindstone according to an aspect of the present invention, the annular grindstone part including a laminated structure of a total of three or more layers in which the first layer and the second layer having a porous structure are alternately arranged of whetstones are manufactured. Here, both surfaces of the grindstone portion are composed of the first layer. However, in the method for manufacturing an annular grindstone according to one aspect of the present invention, when the plating layer is laminated on the base, the outermost layer is not the first layer, but the first layer that should be the outermost layer of the grindstone portion. The layer is further laminated with a second layer. That is, let the outermost layer of this plating layer be the 2nd layer.

第2の層が外部に露出していると、該第2の層が有する多孔質構造の気孔率に関する情報を取得する際に該第2の層を容易に観察できる。例えば、該第2の層を撮像することで該多孔質構造の気孔率に関する情報を容易に取得できる。そして、該第2の層を観察した後に、該めっき層の最外層を除去することで砥石部を形成する。この場合、該砥石部の最外層は第1の層となる。 When the second layer is exposed to the outside, the second layer can be easily observed when obtaining information on the porosity of the porous structure of the second layer. For example, information about the porosity of the porous structure can be easily obtained by imaging the second layer. After observing the second layer, the outermost layer of the plated layer is removed to form the grindstone portion. In this case, the outermost layer of the grindstone portion is the first layer.

このように、本発明の一態様に係る環状の砥石の製造方法では、該第2の層を容易に観察できる上、該第2の層を除去することで最外層が第1の層である砥石部を形成して環状の砥石を製造できる。換言すると、被加工物の加工に使用可能な環状の砥石を製造する工程において、該第2の層の多孔質構造を検査できる。 Thus, in the method for manufacturing an annular grindstone according to one aspect of the present invention, the second layer can be easily observed, and the outermost layer is the first layer by removing the second layer. A ring-shaped grindstone can be manufactured by forming a grindstone portion. In other words, the porous structure of the second layer can be inspected in the process of manufacturing a ring-shaped grindstone that can be used for machining a workpiece.

したがって、本発明の一態様により、第1の層と、多孔質構造を有する第2の層と、が交互に積層された砥石部を有する環状の砥石を製造する際、該多孔質構造を検査できる環状の砥石の製造方法が提供される。 Therefore, according to one aspect of the present invention, when manufacturing an annular grindstone having a grindstone portion in which a first layer and a second layer having a porous structure are alternately laminated, the porous structure is inspected. A method for manufacturing an annular grindstone is provided.

図1(A)は、砥石部のみからなる環状の砥石を模式的に示す斜視図であり、図1(B)は、砥石部及び基台で構成される環状の砥石を模式的に示す斜視図である。FIG. 1(A) is a perspective view schematically showing an annular grindstone consisting only of a grindstone portion, and FIG. 1(B) is a perspective view schematically showing an annular grindstone composed of a grindstone portion and a base. It is a diagram. 砥石部のみからなる環状の砥石の製造工程におけるめっき層形成工程を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a plating layer forming step in the manufacturing process of an annular grindstone consisting only of a grindstone portion. 図3(A)は、めっき層形成工程より基台に形成されためっき層を模式的に示す断面図であり、図3(B)は、基台除去工程を模式的に示す断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing the plating layer formed on the base from the plating layer forming step, and FIG. 3B is a cross-sectional view schematically showing the base removing step. . 図4(A)は、気孔率検査工程を模式的に示す断面図であり、図4(B)は、気孔率検査工程が実施されるめっき層の最外層を撮像したSEM写真である。FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing the porosity inspection process, and FIG. 4B is an SEM photograph of the outermost layer of the plating layer on which the porosity inspection process is carried out. 図5(A)は、砥石部形成工程により形成される砥石部を模式的に示す断面図であり、図5(B)は、形成された砥石部の最外層を撮像したSEM写真である。FIG. 5(A) is a cross-sectional view schematically showing the grindstone portion formed by the grindstone portion forming step, and FIG. 5(B) is an SEM photograph of the outermost layer of the formed grindstone portion. 砥石部及び基台で構成される環状の砥石の製造工程におけるめっき層形成工程を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a plating layer forming step in a manufacturing process of an annular grindstone composed of a grindstone portion and a base. 図7(A)は、めっき層形成工程より基台に形成されためっき層を模式的に示す断面図であり、図3(B)は、基台除去工程を模式的に示す断面図である。FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing the plating layer formed on the base from the plating layer forming step, and FIG. 3B is a cross-sectional view schematically showing the base removing step. . 図8(A)は、環状の砥石の製造方法の各工程の流れの一例を示すフローチャートであり、図8(B)は、環状の砥石の製造方法の各工程の流れの他の一例を示すフローチャートである。FIG. 8(A) is a flowchart showing an example of the flow of each step of the method for manufacturing an annular grindstone, and FIG. 8(B) shows another example of the flow of each step of the method for manufacturing an annular grindstone. It is a flow chart.

本発明に係る実施形態について説明する。図1(A)は、本実施形態に係る環状の砥石(切削ブレード)の製造方法で製造される環状の砥石の一例として、砥石部のみからなる環状の砥石を模式的に示す斜視図である。図1(A)に示す環状の砥石1aは、ワッシャータイプと呼ばれる環状の砥石である。 An embodiment according to the present invention will be described. FIG. 1A is a perspective view schematically showing a ring-shaped grindstone made up of only a grindstone portion, as an example of a ring-shaped grindstone manufactured by the method for manufacturing a ring-shaped grindstone (cutting blade) according to the present embodiment. . An annular grindstone 1a shown in FIG. 1A is an annular grindstone called a washer type.

該環状の砥石1aは、中央に貫通孔を有する円環状の砥石部3aからなる。該環状の砥石1aは切削装置の切削ユニットに装着される。該貫通孔にはスピンドルが通され、該スピンドルが回転することで該環状の砥石1aが該貫通孔の伸長方向に垂直な面内に回転される。そして、回転する環状の砥石1aの砥石部3aを被加工物に接触させると、被加工物が切削される。 The ring-shaped grindstone 1a comprises a ring-shaped grindstone portion 3a having a through hole in the center. The ring-shaped grindstone 1a is attached to the cutting unit of the cutting device. A spindle is passed through the through-hole, and rotation of the spindle rotates the ring-shaped grindstone 1a in a plane perpendicular to the extending direction of the through-hole. When the grindstone portion 3a of the rotating annular grindstone 1a is brought into contact with the workpiece, the workpiece is cut.

なお、本実施形態に係る環状の砥石の製造方法で製造される環状の砥石はこれに限定されない。図1(B)は、砥石部及び基台を備える環状の砥石を模式的に示す斜視図である。図1(B)に示す環状の砥石1bは、環状の基台5の外周縁に砥石部3bが配設されたハブタイプと呼ばれる砥石である。該環状の基台5は、該環状の砥石1bを切削装置の切削ユニットに着脱する際に切削装置の使用者(オペレータ)が持つ把持部5aを有する。 In addition, the annular grindstone manufactured by the method for manufacturing an annular grindstone according to the present embodiment is not limited to this. FIG. 1(B) is a perspective view schematically showing an annular grindstone having a grindstone portion and a base. The ring-shaped grindstone 1b shown in FIG. 1B is a so-called hub-type grindstone in which a grindstone portion 3b is arranged on the outer peripheral edge of an annular base 5. As shown in FIG. The ring-shaped base 5 has a grip portion 5a held by a user (operator) of the cutting device when attaching and detaching the ring-shaped grindstone 1b to and from the cutting unit of the cutting device.

該砥石部3a,3bは、例えば、ダイヤモンド砥粒等の砥粒を分散させたニッケル層等の結合材を基台に電着して形成される。なお、電解めっき等の方法で形成される環状の砥石1a,1bは、電着砥石とも呼ばれる。 The grindstone portions 3a and 3b are formed by electrodepositing a bonding material such as a nickel layer in which abrasive grains such as diamond abrasive grains are dispersed on a base, for example. The ring-shaped grindstones 1a and 1b formed by a method such as electrolytic plating are also called electrodeposited grindstones.

環状の砥石1a,1bの該砥石部3a,3bは、結合材と、該結合材中に分散され固定された砥粒と、を含む。結合材から適度に露出した砥粒が被加工物に接触することで被加工物が切削される。被加工物の切削を進めると砥粒が結合材から脱落するが、刃先が消耗して次々に該結合材から新たな砥粒が露出される。この作用は自生発刃と呼ばれており、該自生発刃の作用により該環状の砥石1a,1bの切削能力は一定以上に保たれる。 The grindstone portions 3a, 3b of the annular grindstones 1a, 1b contain a binder and abrasive grains dispersed and fixed in the binder. The workpiece is cut when the abrasive grains appropriately exposed from the bonding material come into contact with the workpiece. As the cutting of the workpiece progresses, the abrasive grains fall off from the bonding material, but as the cutting edge wears, new abrasive grains are exposed one after another from the bonding material. This action is called self-sharpening, and the action of self-sharpening keeps the cutting ability of the annular grindstones 1a and 1b above a certain level.

該被加工物は、例えば、シリコン、SiC(シリコンカーバイド)、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。例えば、被加工物の表面は格子状に配列された複数の分割予定ラインで区画されており、区画された各領域にはIC(Integrated Circuit)やLED(Light Emitting Diode)等のデバイスが形成されている。最終的に、被加工物が分割予定ラインに沿って分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。 The workpiece is, for example, a substantially disk-shaped substrate made of materials such as silicon, SiC (silicon carbide), or other semiconductors, or materials such as sapphire, glass, or quartz. For example, the surface of the workpiece is partitioned by a plurality of dividing lines arranged in a grid pattern, and devices such as ICs (Integrated Circuits) and LEDs (Light Emitting Diodes) are formed in each of the partitioned regions. ing. Finally, individual device chips are formed by dividing the workpiece along the planned division lines.

なお、ニッケル層を結合材とする電着砥石では結合材に砥粒が強く固定されるため、該電着砥石では自生発刃が生じにくく、砥石の切削能力を十分に維持しにくい。これに対して、自生発刃の作用が容易に発現する多孔質構造の結合材を備える砥石で被加工物を切削すると、該砥石の側面が摩耗し易く該砥石の強度が低下してしまう。 In the case of an electrodeposited grindstone using a nickel layer as a binder, abrasive grains are strongly fixed to the binder, so that self-sharpening is less likely to occur with the electrodeposited grindstone, making it difficult to sufficiently maintain the cutting ability of the grindstone. On the other hand, when a work piece is cut with a grindstone having a porous structure bonding material that easily exhibits self-sharpening action, the side surface of the grindstone is easily worn and the strength of the grindstone is reduced.

そこで、互いに構造の異なる第1の層と、第2の層と、が交互に積層された砥石部3a,3bを備えた環状の砥石1a,1bが製造される。以下、砥石部の構造についてワッシャータイプの環状の砥石1aを例に説明する。図5(A)に、第1の層7と、第2の層9と、が交互に並ぶ計3層以上の積層構造を含み、外部に露出する該積層構造の両面には第1の層7が配された砥石部3aを模式的に示す断面図を示す。 Therefore, ring-shaped grindstones 1a and 1b having grindstone portions 3a and 3b in which first layers and second layers having different structures are alternately laminated are manufactured. In the following, the structure of the grindstone portion will be described by taking a washer-type ring-shaped grindstone 1a as an example. FIG. 5(A) includes a laminated structure having a total of three or more layers in which the first layer 7 and the second layer 9 are alternately arranged, and the first layer is formed on both surfaces of the laminated structure exposed to the outside. 7 is a cross-sectional view schematically showing a grindstone portion 3a on which 7 is arranged.

ここで、第1の層7は、第2の層9が有する多孔質構造に含まれる孔の径よりも小さな径の孔を含む多孔質構造を有する。または、第1の層7は、多孔質構造を有さない。このような構造を有する第1の層7は、第2の層9と比較して、強度が高く消耗しにくい層となる。 Here, the first layer 7 has a porous structure including pores with a smaller diameter than the pores included in the porous structure of the second layer 9 . Alternatively, the first layer 7 does not have a porous structure. The first layer 7 having such a structure becomes a layer that has high strength and is less likely to be worn out than the second layer 9 .

該環状の砥石1aは、多孔質構造を有する第2の層9を含むため、該多孔質構造を有する第2の層9を全く含まない環状の砥石と比較して、消耗による自生発刃が生じ易い。砥石部3aを構成する結合材中には砥粒11が分散されている。環状の砥石1aで難削材を切削する場合でも、該砥石部3aが適度に消耗して次々と新しい砥粒11が露出するため、該環状の砥石1aの切削能力は十分に維持される。 Since the ring-shaped grindstone 1a includes the second layer 9 having a porous structure, compared with a ring-shaped grindstone that does not include the second layer 9 having the porous structure, self-sharpening due to consumption is reduced. easily occur. Abrasive grains 11 are dispersed in the binder constituting the grindstone portion 3a. Even when the ring-shaped grindstone 1a is used to cut a difficult-to-cut material, the grindstone portion 3a wears appropriately and new abrasive grains 11 are exposed one after another, so that the ring-shaped grindstone 1a maintains a sufficient cutting ability.

その一方で、該環状の砥石1aは第1の層7を含むため、第2の層9のみからなる砥石部を備える環状の砥石と比較して強度が高くなる。さらに、砥石部3aの最外層は強度の高い該第1の層7であるため、該環状の砥石1aの側面が摩耗しにくい。 On the other hand, since the ring-shaped grindstone 1a includes the first layer 7, it has a higher strength than a ring-shaped grindstone having a grindstone portion composed only of the second layer 9. FIG. Furthermore, since the outermost layer of the grindstone portion 3a is the first layer 7 having high strength, the side surface of the annular grindstone 1a is less likely to be worn.

ここで、第1の層7及び第2の層9を含む該環状の砥石1aの性能は、第2の層9が有する多孔質構造の気孔率に大きく左右される。そのため、環状の砥石1aを製造する際に、第2の層9の検査が望まれる。しかしながら、環状の砥石1aの最外層は第1の層7で構成されるため、該環状の砥石1aを破壊することなしに第2の層9を検査することはできない。 Here, the performance of the ring-shaped grindstone 1a including the first layer 7 and the second layer 9 greatly depends on the porosity of the porous structure of the second layer 9 . Therefore, it is desirable to inspect the second layer 9 when manufacturing the annular grindstone 1a. However, since the outermost layer of the annular grindstone 1a is composed of the first layer 7, the second layer 9 cannot be inspected without destroying the annular grindstone 1a.

第2の層9を観察するには、例えば、該環状の砥石1aを破壊して第2の層9を露出させることになるが、この場合、破壊された該環状の砥石1aはもはや被加工物の切削には使用できない。そのため、該環状の砥石1aの製造方法における生産性の低下や、工数増加等の新たな課題が生じている。また、該環状の砥石1aを破壊すると、その影響により第2の層9の状態が変化し、第2の層9の検査を適切に実施できない場合がある。 In order to observe the second layer 9, for example, the ring-shaped grindstone 1a is destroyed to expose the second layer 9. Cannot be used for cutting objects. Therefore, new problems such as a decrease in productivity and an increase in man-hours have arisen in the method of manufacturing the annular grindstone 1a. Further, if the ring-shaped grindstone 1a is destroyed, the state of the second layer 9 may change due to its influence, and the inspection of the second layer 9 may not be performed appropriately.

そこで、本実施形態に係る環状の砥石の製造方法では、砥石部3aを破壊することなく第2の層9の多孔質構造の気孔率に関する情報を取得する。以下、本実施形態に係る環状の砥石の製造方法について説明する。図8(A)は、該環状の砥石の製造方法の流れの一例を模式的に示すフローチャートである。 Therefore, in the method for manufacturing an annular grindstone according to the present embodiment, information about the porosity of the porous structure of the second layer 9 is obtained without destroying the grindstone portion 3a. A method for manufacturing an annular grindstone according to this embodiment will be described below. FIG. 8A is a flow chart schematically showing an example of the flow of the method for manufacturing the annular grindstone.

環状の砥石1aは、例えば、電解めっき等の方法で形成される。該製造方法では、まず、砥粒が混入されたニッケルめっき液16と、多孔質構造を有する層を含むめっき層の形成に寄与する添加剤18と、が収容されためっき浴槽2を準備するめっき浴槽準備工程S1を実施する。図2には、めっき浴槽準備工程S1で準備されるめっき浴槽2の断面図が模式的に示されている。 The ring-shaped grindstone 1a is formed by, for example, electroplating. In the manufacturing method, first, a plating bath 2 containing a nickel plating solution 16 mixed with abrasive grains and an additive 18 that contributes to the formation of a plating layer including a layer having a porous structure is prepared. A bathtub preparation step S1 is carried out. FIG. 2 schematically shows a sectional view of the plating bath 2 prepared in the plating bath preparation step S1.

ニッケルめっき液16は、硫酸ニッケルや硝酸ニッケル等のニッケル(イオン)を含む電解液であり、ダイヤモンド等の砥粒が混入されている。なお、本実施形態では、硫酸ニッケルを270g/L、塩化ニッケルを45g/L、ホウ酸を40g/L含むニッケルめっき液16(ワット浴)を6L使用している。ただし、ニッケルめっき液16の構成や使用量は任意に設定できる。 The nickel plating solution 16 is an electrolytic solution containing nickel (ions) such as nickel sulfate or nickel nitrate, and is mixed with abrasive grains such as diamond. In this embodiment, 6 L of the nickel plating solution 16 (Watt bath) containing 270 g/L of nickel sulfate, 45 g/L of nickel chloride, and 40 g/L of boric acid is used. However, the composition and usage amount of the nickel plating solution 16 can be arbitrarily set.

このニッケルめっき液16には、図2に示すように、多孔質化を促進するための添加剤18がさらに添加される。添加剤18としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等の疎水性基を有する水溶性のアンモニウム化合物を含むもの用いることが好ましい。 As shown in FIG. 2, this nickel plating solution 16 is further added with an additive 18 for promoting porosity. As the additive 18, it is preferable to use one containing a water-soluble ammonium compound having a hydrophobic group such as an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.

アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等の直鎖又は分枝を有する炭素数が1~20のアルキル基を挙げることができる。 Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl and tetradecyl. , pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, and the like.

アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。また、アリール基には、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メチル、エチル等のアルキル基、トリフルオロメチル等のハロアルキル基、メトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、フェニル等のアリール基等の置換基が結合していてもよい。 Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group. Aryl groups include halogen atoms such as fluorine and chlorine atoms, alkyl groups such as methyl and ethyl, haloalkyl groups such as trifluoromethyl, alkoxy groups such as methoxy and ethoxy, and substituents such as aryl groups such as phenyl. may be combined.

アラルキル基としては、例えば、2-フェニルエチル、ベンジル、1-フェニルエチル、3-フェニルプロピル、4-フェニルブチル等の炭素数が7~10のアラルキル基等を挙げることができる。アラルキル基には、アリール基と同様の置換基が結合していても良い。 Examples of the aralkyl group include aralkyl groups having 7 to 10 carbon atoms such as 2-phenylethyl, benzyl, 1-phenylethyl, 3-phenylpropyl and 4-phenylbutyl. The aralkyl group may be bound with the same substituent as the aryl group.

アンモニウム化合物としては、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、フェニルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、ドデシルピリジニウムクロライド、ベンジルピリジニウムクロライド、これらの臭化物、硫酸塩等を挙げることができる。なお、これらのアンモニウム化合物は、単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いても良い。 Ammonium compounds include dodecyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium chloride, phenyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, didecyldimethyl Ammonium chloride, dodecyldimethylbenzylammonium chloride, tetradecyldimethylbenzylammonium chloride, octadecyldimethylbenzylammonium chloride, trioctylmethylammonium chloride, dodecylpyridinium chloride, benzylpyridinium chloride, bromides and sulfates thereof can be mentioned. These ammonium compounds may be used alone, or two or more of them may be mixed and used.

本実施形態では、添加剤18として奥野製薬工業株式会社製の「トップポーラスニッケルRSN」を用い、ニッケルめっき液16に対して1mL/L以上10mL/L以下となるように添加する。 In this embodiment, "Top Porous Nickel RSN" manufactured by Okuno Chemical Industry Co., Ltd. is used as the additive 18, and added to the nickel plating solution 16 so as to be 1 mL/L or more and 10 mL/L or less.

めっき浴槽準備工程S1を実施した後には、電着により砥石部3aが形成される基台20aと、ニッケル電極6と、をめっき浴槽2内のニッケルめっき液16に浸漬する浸漬工程S2を実施する。基台20aは、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属材料で円盤状に形成されており、その表面には、所望の砥石部3aの形状に対応したマスク22aが形成されている。なお、本実施形態では、円環状の砥石1aを形成できるようなマスク22aが形成される。 After performing the plating bath preparation step S1, an immersion step S2 is performed in which the base 20a on which the grindstone portion 3a is formed by electrodeposition and the nickel electrode 6 are immersed in the nickel plating solution 16 in the plating bath 2. . The base 20a is formed in a disc shape from a metal material such as stainless steel or aluminum, and a mask 22a corresponding to the desired shape of the grindstone portion 3a is formed on the surface of the base 20a. In this embodiment, the mask 22a is formed so as to form the ring-shaped grindstone 1a.

基台20aは、スイッチ8を介して直流電源10のマイナス端子(負極)に接続される。一方、ニッケル電極6は、直流電源10のプラス端子(正極)に接続される。ただし、スイッチ8は、ニッケル電極6と直流電源10との間に配置されても良い。 The base 20 a is connected to the negative terminal (negative electrode) of the DC power supply 10 via the switch 8 . On the other hand, the nickel electrode 6 is connected to the positive terminal (positive electrode) of the DC power supply 10 . However, switch 8 may be arranged between nickel electrode 6 and DC power supply 10 .

次に、基台20aを陰極とし、ニッケル電極6を陽極としてニッケルめっき液16に直流電流を流すことで、該基台20aの環状に露出された表面にニッケルを含む結合材で固定された砥粒を含むめっき層を堆積させるめっき層形成工程S3を実施する。より詳細には、マスク22aで覆われていない基台20aの環状に露出された表面に結合材で固定された砥粒を含むめっき層24a(図3(A)参照)を形成する。 Next, by using the base 20a as a cathode and the nickel electrode 6 as an anode, a DC current is passed through the nickel plating solution 16, whereby the abrasive fixed to the annularly exposed surface of the base 20a with a binder containing nickel is formed. A plating layer forming step S3 of depositing a plating layer containing grains is carried out. More specifically, a plating layer 24a (see FIG. 3A) containing abrasive grains fixed with a binder is formed on the annularly exposed surface of the base 20a that is not covered with the mask 22a.

めっき層形成工程S3では、図2に示すように、モータ等の回転駆動源12でファン14を回転させてニッケルめっき液16を攪拌しながら、基台20aと直流電源10との間に配置されたスイッチ8を短絡させる。これによって、図3(A)に示すように、ニッケルを含むめっき層中に砥粒が概ね均等に分散されためっき層24aを形成できる。所望の厚さのめっき層24aが得られると、めっき層形成工程S3は終了する。 In the plating layer forming step S3, as shown in FIG. 2, the fan 14 is rotated by the rotation drive source 12 such as a motor to stir the nickel plating solution 16, and the nickel plating solution 16 is placed between the base 20a and the DC power supply 10. The switch 8 is short-circuited. As a result, as shown in FIG. 3A, a plating layer 24a can be formed in which the abrasive grains are substantially evenly distributed in the plating layer containing nickel. When the desired thickness of the plating layer 24a is obtained, the plating layer forming step S3 ends.

なお、めっき層形成工程S3では、直流電源10の電流密度を所定値未満の電流密度と、該所定値以上の電流密度と、に交互に変える。ここで、電流密度とは、単位面積当たりの電流値であり、より詳細にはめっき層24aを形成する面積(マスク22aで露出される基台20aの面積)に対する該直流電流の電流値である。 In addition, in the plating layer forming step S3, the current density of the DC power source 10 is alternately changed between a current density less than a predetermined value and a current density equal to or higher than the predetermined value. Here, the current density is the current value per unit area, more specifically, the current value of the direct current with respect to the area forming the plating layer 24a (the area of the base 20a exposed by the mask 22a). .

ニッケルを含むめっき層24aを形成する際、比較的高い電流密度で直流電流を流すと孔の径の大きい多孔質構造を有する層が形成されやすい。そして、形成されるめっき層中の多孔質構造の孔の径は電流密度が低くなるほど小さくなる傾向にあり、さらに低い電流密度で直流電流を流すと多孔質構造と認められない構造となる。 When the plating layer 24a containing nickel is formed, a layer having a porous structure with large pore diameters is likely to be formed if a direct current is applied at a relatively high current density. The diameter of the pores of the porous structure in the formed plating layer tends to become smaller as the current density becomes lower.

そこで、めっき層形成工程S3では、所定値未満の電流密度と、該所定値以上の電流密度と、に交互に代えて直流電流を流すことにより、強度の高い第1の層7と、多孔質構造を有する第2の層9と、を交互に積層する。ここで、電流密度の該所定値とは、ニッケルめっき液16の各成分の混合割合や、形成予定の砥石部3a(めっき層24a)の構造等により適宜設定される値である。 Therefore, in the plating layer forming step S3, a direct current is alternately applied to a current density of less than a predetermined value and a current density of the predetermined value or more, thereby forming the first layer 7 with high strength and the porous A second layer 9 having a structure is alternately laminated. Here, the predetermined value of the current density is a value appropriately set depending on the mixing ratio of each component of the nickel plating solution 16, the structure of the grindstone portion 3a (plating layer 24a) to be formed, and the like.

なお、環状の砥石1aの砥石部3aの両面には強度の高い第1の層7が配されるが、めっき層形成工程S3では最外層に第2の層9が配されるようにめっき層24aを形成する。すなわち、直流電流をめっき浴槽2に流し始めるときには該直流電流が該所定値未満の電流密度となるように直流電源10を制御するが、めっき浴槽2に直流電流を流し終えるときには、該直流電流が該所定値以上の電流密度となるように直流電源10を制御する。以上により、最外層が第2の層9で構成されためっき層24aを形成できる。 Although the first layer 7 having high strength is arranged on both surfaces of the grindstone portion 3a of the annular grindstone 1a, in the plating layer forming step S3, the plating layer is arranged so that the second layer 9 is arranged as the outermost layer. 24a. That is, when the DC current starts to flow through the plating bath 2, the DC power source 10 is controlled so that the DC current has a current density less than the predetermined value. The DC power supply 10 is controlled so that the current density is equal to or higher than the predetermined value. As described above, the plating layer 24a having the second layer 9 as the outermost layer can be formed.

めっき層形成工程S3が完了した時点で、めっき層24aの最外層は第2の層9となる。この場合、最外層を構成する第2の層9を外部から観察して該第2の層9が有する多孔質構造の気孔率を評価できる。そこで、本実施形態に係る環状の砥石の製造方法では、めっき層形成工程S3の後、気孔率検査工程S4を実施する。 The outermost layer of the plating layer 24a becomes the second layer 9 when the plating layer forming step S3 is completed. In this case, the porosity of the porous structure of the second layer 9 can be evaluated by observing the second layer 9 constituting the outermost layer from the outside. Therefore, in the method for manufacturing an annular grindstone according to the present embodiment, the porosity inspection step S4 is performed after the plating layer forming step S3.

気孔率検査工程S4では、例えば、めっき層24aの最外層を撮像し、該最外層を構成する第2の層9が有する多孔質構造の気孔率に関する情報を取得する。図4(A)は、気孔率検査工程S4を実施する際の様子を模式的に示す断面図である。めっき層24aの最外層の撮像は、例えば、光学顕微鏡、または、走査型電子顕微鏡(SEM;Scanning Electron Microscope)により実施される。図4(A)に模式的に示された撮像ユニット26は、光学顕微鏡の対物レンズ、または、SEMの電子検出器等である。 In the porosity inspection step S4, for example, the outermost layer of the plating layer 24a is imaged to acquire information about the porosity of the porous structure of the second layer 9 constituting the outermost layer. FIG. 4(A) is a cross-sectional view schematically showing how the porosity inspection step S4 is carried out. The imaging of the outermost layer of the plating layer 24a is performed by, for example, an optical microscope or a scanning electron microscope (SEM). An imaging unit 26 schematically shown in FIG. 4A is an objective lens of an optical microscope, an electron detector of an SEM, or the like.

また、図4(B)は、実際に作製しためっき層24aの表面が写る写真13aである。なお、該写真13aはSEMにより撮像された写真である。撮像時のめっき層24aが載るステージのチルト角は、45度とした。図4(B)に示す写真13aには、多孔質構造を有する第2の層9が写る。写真13aにより、複数の砥粒11が結合材15により固定されて結合材15の表面に露出していることが確認される。そして、写真13aによると、結合材15には、無数の孔17が形成されているのが確認される。 FIG. 4B is a photograph 13a showing the surface of the plated layer 24a that was actually produced. The photograph 13a is a photograph taken by SEM. The tilt angle of the stage on which the plating layer 24a is placed during imaging was set to 45 degrees. A photograph 13a shown in FIG. 4B shows the second layer 9 having a porous structure. From the photograph 13a, it is confirmed that a plurality of abrasive grains 11 are fixed by the bonding material 15 and are exposed on the surface of the bonding material 15. FIG. According to the photograph 13a, it is confirmed that the bonding material 15 has a large number of holes 17 formed therein.

例えば、この写真13aを解析して、結合材15の表面に占める孔17の面積を算出することにより該多孔質構造の気孔率に関する情報を取得できる。ただし、気孔率に関する情報を取得する方法はこれに限定されず、該写真13aを使用した他の方法により実施してもよく、さらにめっき層24aを撮像せず他の方法によりめっき層24aを分析してもよい。また、多孔質構造の気孔率に関する情報とは、気孔率を厳密に算出した数値である必要はない。 For example, by analyzing this photograph 13a and calculating the area of the pores 17 occupying the surface of the binding material 15, information on the porosity of the porous structure can be obtained. However, the method of obtaining information on the porosity is not limited to this, and may be carried out by other methods using the photograph 13a, and the plating layer 24a may be analyzed by another method without imaging the plating layer 24a. You may Moreover, the information about the porosity of the porous structure does not need to be a strictly calculated numerical value of the porosity.

そして、気孔率検査工程S4を実施した後、めっき層24aの該最外層を除去し、該最外層が除去されためっき層24aで構成される砥石部3aを形成する砥石部形成工程S5を実施する。図5(A)は、砥石部形成工程S5により形成される砥石部3aを模式的に示す断面図である。 Then, after performing the porosity inspection step S4, the outermost layer of the plating layer 24a is removed, and the grindstone portion forming step S5 is performed to form the grindstone portion 3a composed of the plating layer 24a from which the outermost layer has been removed. do. FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing the grindstone portion 3a formed in the grindstone portion forming step S5.

砥石部形成工程S5では、めっき層24aの最外層を構成する第2の層9を除去する。該第2の層9の除去は、例えば、以下に説明する方法により実施される。まず、濃塩酸と濃硝酸とを3対1の体積比で混合して作成した王水が入れられた処理槽を準備する。また、めっき層24aを直流電源のプラス端子(正極)に電気的に接続し、直流電源のマイナス端子(負極)にはスイッチを介して王水に耐性を有する電極を電気的に接続しておく。 In the grindstone portion forming step S5, the second layer 9 constituting the outermost layer of the plating layer 24a is removed. Removal of the second layer 9 is performed, for example, by the method described below. First, a treatment tank containing aqua regia prepared by mixing concentrated hydrochloric acid and concentrated nitric acid in a volume ratio of 3:1 is prepared. In addition, the plating layer 24a is electrically connected to the positive terminal (positive electrode) of the DC power supply, and an electrode resistant to aqua regia is electrically connected to the negative terminal (negative electrode) of the DC power supply via a switch. .

そして、めっき層24a及び該電極を処理槽中に投入する。このとき、後述の基台除去工程S6が実施されていない場合、めっき層24aを基台20a(図2等参照)ごと処理槽中に投入する。その後、該スイッチをオンに切り替えて、めっき層24aを陽極とし、該電極を陰極として該処理槽中の王水に直流電流を流すことで、めっき層24aの最外層を構成する第2の層9を電気分解する。 Then, the plating layer 24a and the electrodes are put into the processing bath. At this time, if the base removal step S6, which will be described later, has not been performed, the plated layer 24a is put into the processing tank together with the base 20a (see FIG. 2, etc.). After that, the switch is turned on, the plating layer 24a is used as an anode, and the electrode is used as a cathode, and a direct current is passed through the aqua regia in the treatment bath, thereby forming a second layer constituting the outermost layer of the plating layer 24a. 9 is electrolyzed.

このとき、例えば、該直流電源の電圧を5Vに設定し、6A程度の電流を王水中に10秒間から20秒間程度流す。すると、めっき層24aの最外層を構成する第2の層9が除去されて、最外層に第1の層7を備える砥石部3aが形成される。図5(B)は、砥石部形成工程S5により実施に形成された砥石部3aの最外層を撮像して得られたSEM写真である。なお、砥石部3aを撮像する際にも、砥石部3aを支持するステージのチルト角を45度とした。 At this time, for example, the voltage of the DC power supply is set to 5 V, and a current of about 6 A is passed through the aqua regia for about 10 to 20 seconds. Then, the second layer 9 constituting the outermost layer of the plating layer 24a is removed, and the grindstone portion 3a having the first layer 7 as the outermost layer is formed. FIG. 5B is an SEM photograph obtained by imaging the outermost layer of the grindstone portion 3a actually formed in the grindstone portion forming step S5. Note that the tilt angle of the stage supporting the grindstone portion 3a was also set to 45 degrees when the image of the grindstone portion 3a was taken.

図5(B)に示される写真13bと、図4(B)に示される写真13aと、を比較すると理解される通り、写真13bには、結合材15に形成された孔17が確認されない。すなわち、多孔質構造を有する第2の層9が砥石部形成工程S5により除去されたことが確認された。 As can be understood by comparing the photograph 13b shown in FIG. 5B and the photograph 13a shown in FIG. That is, it was confirmed that the second layer 9 having a porous structure was removed by the grindstone forming step S5.

砥石部形成工程S5の後に、基台20aの全部又は一部を除去して該めっき層24aの該基台20aで覆われていた領域の全部又は一部を露出させる基台除去工程S6を実施する。例えば、砥石部3aのみからなる環状の砥石1aを製造する場合、基台20aの全部を除去する。図3(B)は、基台除去工程S6を模式的に示す断面図である。 After the grindstone portion forming step S5, a base removal step S6 is performed to remove all or part of the base 20a to expose all or part of the region of the plating layer 24a covered with the base 20a. do. For example, when manufacturing an annular grindstone 1a consisting of only the grindstone portion 3a, the entire base 20a is removed. FIG. 3B is a cross-sectional view schematically showing the base removal step S6.

図3(B)に示す例では、基台20aから砥石部3aを剥離させることで基台20aの全部を砥石部3aから除去する。これにより、ワッシャータイプの環状の砥石1aが完成する。環状の砥石1aは、中央に貫通孔を有する砥石部3aを備え、該砥石部3aは、第1の層7と、多孔質構造を有する第2の層9と、が該貫通孔の貫通方向に沿って交互に積層され、該砥石部3aの両面が該第1の層7で構成される計3層以上の積層構造を含む。環状の砥石1aは切削装置に装着され、被加工物の切削に使用される。 In the example shown in FIG. 3B, the entire base 20a is removed from the grindstone portion 3a by separating the grindstone portion 3a from the base 20a. This completes the washer-type ring-shaped grindstone 1a. The ring-shaped grindstone 1a has a grindstone portion 3a having a through hole in the center, and the grindstone portion 3a is composed of a first layer 7 and a second layer 9 having a porous structure. , and both surfaces of the grindstone portion 3a are composed of the first layers 7, which includes a total of three or more layers. An annular grindstone 1a is mounted on a cutting device and used for cutting a workpiece.

本実施形態に係る環状の砥石の製造方法では、めっき層形成工程S3を実施して最外層が第2の層9であるめっき層24aを形成する。第2の層9が外部に露出していると、該第2の層9が有する多孔質構造の気孔率に関する情報を取得する気孔率検査工程S4を実施する際に該第2の層9を容易に観察できる。そして、気孔率検査工程S4を実施した後に砥石部形成工程S5を実施して、該めっき層24aの最外層を除去することで砥石部3aを形成する。この場合、該砥石部3aの最外層は第1の層7となる。 In the method for manufacturing an annular grindstone according to the present embodiment, the plating layer forming step S3 is performed to form the plating layer 24a having the second layer 9 as the outermost layer. If the second layer 9 is exposed to the outside, the second layer 9 is exposed when performing the porosity inspection step S4 for acquiring information on the porosity of the porous structure of the second layer 9. easily observable. Then, after performing the porosity inspection step S4, the grindstone portion forming step S5 is performed to form the grindstone portion 3a by removing the outermost layer of the plating layer 24a. In this case, the first layer 7 is the outermost layer of the grindstone portion 3a.

このように、本実施形態に係る環状の砥石の製造方法では、該第2の層9を容易に観察できる上、該第2の層9を除去することで最外層が第1の層7である砥石部3aを形成して環状の砥石1aを製造できる。換言すると、被加工物の加工に使用可能な環状の砥石1aを製造する工程において、該第2の層9の多孔質構造を検査できる。 As described above, in the method for manufacturing an annular grindstone according to the present embodiment, the second layer 9 can be easily observed, and the outermost layer is the first layer 7 by removing the second layer 9. An annular grindstone 1a can be manufactured by forming a certain grindstone portion 3a. In other words, the porous structure of the second layer 9 can be inspected in the process of manufacturing the ring-shaped grindstone 1a that can be used for machining the workpiece.

なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ワッシャータイプの環状の砥石1aの製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の一態様に係る環状の砥石の製造方法によると、例えば、図1(B)に示すハブタイプの環状の砥石1bも製造できる。以下、ハブタイプの環状の砥石1bの製造方法について説明する。 It should be noted that the present invention is not limited to the description of the above embodiments, and can be implemented with various modifications. For example, in the above-described embodiment, the method for manufacturing the annular washer-type grindstone 1a has been described, but the present invention is not limited to this. According to the method for manufacturing a ring-shaped grindstone according to one aspect of the present invention, for example, a hub-type ring-shaped grindstone 1b shown in FIG. 1(B) can also be manufactured. A method of manufacturing the hub-type annular grindstone 1b will be described below.

図6は、砥石部及び基台を備える環状の砥石1bの製造工程におけるめっき層形成工程S3を模式的に示す断面図である。環状の砥石1bは、環状の砥石1aと同様に、例えば、めっき浴槽2における電解めっき等の方法で形成される。該製造方法では、環状の砥石1aの製造方法と同様に、めっき浴槽準備工程S1を実施する。 FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the plating layer forming step S3 in the manufacturing process of the ring-shaped grindstone 1b including the grindstone portion and the base. The ring-shaped grindstone 1b is formed, for example, by electrolytic plating in the plating bath 2, similarly to the ring-shaped grindstone 1a. In this manufacturing method, the plating bath preparation step S1 is performed in the same manner as in the manufacturing method of the annular grindstone 1a.

めっき浴槽2、ニッケルめっき液16、及び添加剤18の構成は、上述の環状の砥石1aの製造方法と同様であるため説明を省略する。ただし、直流電源10の負極に接続される基台20bの一部は環状の砥石1bの砥石部3bを支持する環状の基台5となるため、基台20bの形状は、該環状の基台5に対応した形状とする。また、基台20bの表面には砥石部3bの形状に対応した形状のマスク22bを形成する。そして、上述の環状の砥石1aの製造方法と同様に、浸漬工程S2と、めっき層形成工程S3と、を実施する。 The configuration of the plating bath 2, the nickel plating solution 16, and the additive 18 is the same as in the above-described method for manufacturing the annular grindstone 1a, and thus the description thereof is omitted. However, since part of the base 20b connected to the negative electrode of the DC power supply 10 serves as the annular base 5 that supports the grindstone portion 3b of the annular grindstone 1b, the shape of the base 20b is the same as that of the annular base. The shape corresponds to 5. Also, a mask 22b having a shape corresponding to the shape of the grindstone portion 3b is formed on the surface of the base 20b. Then, the immersion step S2 and the plated layer forming step S3 are performed in the same manner as in the method for manufacturing the annular grindstone 1a described above.

環状の砥石1bを製造する当該製造方法においても、めっき層形成工程S3により最外層が第2の層9で構成されるめっき層24b(図7(A)参照)を形成でき、気孔率検査工程S4を実施して該第2の層9の気孔率に関する情報を取得できる。その後、砥石部形成工程S5を実施して該第2の層9を除去して砥石部3bを形成する。 Also in the manufacturing method for manufacturing the annular grindstone 1b, the plating layer forming step S3 can form the plating layer 24b (see FIG. 7A) in which the outermost layer is the second layer 9, and the porosity inspection step can be performed. Information about the porosity of the second layer 9 can be obtained by performing S4. Thereafter, the grindstone portion forming step S5 is performed to remove the second layer 9 to form the grindstone portion 3b.

次に、該基台20bの一部を除去して該砥石部3bの該基台20bで覆われていた領域の一部を露出させる基台除去工程S6を実施する。なお、図7(A)に示す通り、基台除去工程S6を実施する前に予めマスク22bを基台20bから除去しておく。 Next, a base removal step S6 is performed to partially remove the base 20b to expose a part of the region of the grindstone portion 3b covered by the base 20b. In addition, as shown in FIG. 7A, the mask 22b is previously removed from the base 20b before performing the base removing step S6.

そして、図7(B)に示すように、基台20bにおいて砥石部3bが形成されていない側の外周領域を部分的にエッチングして、基台20bに覆われていた砥石部3bの一部を露出させる。これにより、環状の基台5の外周領域に砥石部3bが固定されたハブタイプの環状の砥石1bが完成する。なお、把持部5aは該エッチングにより環状の基台5に形成してもよく、基台20bに予め形成してもよい。 Then, as shown in FIG. 7(B), the outer peripheral region of the base 20b on the side where the grindstone portion 3b is not formed is partially etched to remove a portion of the grindstone portion 3b covered by the base 20b. expose the As a result, a hub-type ring-shaped grindstone 1b in which the grindstone portion 3b is fixed to the outer peripheral region of the ring-shaped base 5 is completed. The grip portion 5a may be formed on the annular base 5 by the etching, or may be formed in advance on the base 20b.

また、上記実施形態では、該直流電流の電流密度を所定値未満にして強度の高い第1の層7を形成し、電流密度を所定値以上にして多孔質構造を有する第2の層9を形成する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。ニッケルめっき液16の各成分の混合割合や、形成予定の砥石部3a,3bの構造等によっては、該直流電流の電流密度を所定値以上にして強度の高い第1の層7を形成し、電流密度を所定値以上にして多孔質構造を有する第2の層9を形成してもよい。 In the above-described embodiment, the current density of the direct current is set to less than a predetermined value to form the first layer 7 having high strength, and the current density is set to a predetermined value or more to form the second layer 9 having a porous structure. Although the case of forming is described, one embodiment of the present invention is not limited to this. Depending on the mixing ratio of each component of the nickel plating solution 16, the structure of the grindstone portions 3a and 3b to be formed, etc., the current density of the DC current is set to a predetermined value or more to form the first layer 7 with high strength, The second layer 9 having a porous structure may be formed by setting the current density to a predetermined value or higher.

さらに、上記実施形態では、気孔率検査工程S4及び砥石部形成工程S5を実施した後に基台除去工程S6を実施する場合について説明したが、本発明の一態様に係る環状の砥石の製造方法はこれに限定されない。すなわち、図8(B)に示されたフローチャートの通り、めっき層形成工程S3を実施した後、気孔率検査工程S4を実施する前に基台除去工程S6を実施してもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the case where the base removal step S6 is performed after the porosity inspection step S4 and the grindstone portion formation step S5 are performed has been described. It is not limited to this. That is, as shown in the flowchart shown in FIG. 8B, the base removal step S6 may be performed after the plating layer forming step S3 is performed and before the porosity inspection step S4 is performed.

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 In addition, the structures, methods, and the like according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.

1a,1b 環状の砥石
3a,3b 砥石部
5 環状の基台
5a 把持部
7 第1の層
9 第2の層
11 砥粒
13a,13b 写真
15 結合材
17 孔
2 めっき浴槽
6 ニッケル電極
8 スイッチ
10 直流電源
12 回転駆動源
14 ファン
16 ニッケルめっき液
18 添加剤
20a,20b 基台
22a,22b マスク
24a,24b めっき層
26 撮像ユニット
1a, 1b ring-shaped grindstone 3a, 3b grindstone part 5 ring-shaped base 5a grip part 7 first layer 9 second layer 11 abrasive grain 13a, 13b photograph 15 binding material 17 hole 2 plating bath 6 nickel electrode 8 switch 10 DC power supply 12 rotary drive source 14 fan 16 nickel plating solution 18 additive 20a, 20b base 22a, 22b mask 24a, 24b plating layer 26 imaging unit

Claims (3)

中央に貫通孔を有する砥石部を備え、
該砥石部は、第1の層と、多孔質構造を有する第2の層と、が該貫通孔の貫通方向に沿って交互に積層され、両面が該第1の層で構成される計3層以上の積層構造を含む環状の砥石の製造方法であって、
砥粒が混入されたニッケルめっき液と、該多孔質構造の形成に寄与する添加剤と、が収容されためっき浴槽を準備するめっき浴槽準備工程と、
ニッケル電極と、一部が環状に露出された基台と、を該めっき浴槽に浸漬する浸漬工程と、
該基台を陰極とし、該ニッケル電極を陽極として該ニッケルめっき液に直流電流を流すことで、該基台の環状に露出された表面にニッケルを含む結合材で固定された該砥粒を含むめっき層を堆積させるめっき層形成工程と、を備え、
該めっき層形成工程では、該直流電流の電流密度を所定値未満の電流密度と、該所定値以上の電流密度と、に交互に変えることで、該第1の層と、該第2の層と、を交互に積層させ、最外層が該第2の層で構成された該めっき層を形成し、
該めっき層形成工程の後、該めっき層の該最外層を撮像し、該最外層を構成する第2の層が有する多孔質構造の気孔率に関する情報を取得する気孔率検査工程と、
該気孔率検査工程の後、該めっき層の該最外層を除去し、該最外層が除去されためっき層で構成される該砥石部を形成する砥石部形成工程と、
該めっき層形成工程の後、該基台の全部又は一部を除去して該めっき層の該基台で覆われていた領域の全部又は一部を露出させる基台除去工程と、
をさらに備えることを特徴とする環状の砥石の製造方法。
Equipped with a grindstone portion having a through hole in the center,
The grindstone portion has a first layer and a second layer having a porous structure alternately laminated along the direction of penetration of the through hole, and both surfaces are composed of the first layer. A method for manufacturing an annular grindstone including a laminated structure of layers or more,
a plating bath preparation step of preparing a plating bath containing a nickel plating solution mixed with abrasive grains and an additive that contributes to the formation of the porous structure;
an immersion step of immersing the nickel electrode and the base, which is partially annularly exposed, in the plating bath;
By applying a direct current to the nickel plating solution with the base as a cathode and the nickel electrode as an anode, the abrasive grains are fixed to the annularly exposed surface of the base with a binder containing nickel. A plating layer forming step of depositing a plating layer,
In the plating layer forming step, the current density of the direct current is alternately changed to a current density less than a predetermined value and a current density greater than or equal to the predetermined value, thereby forming the first layer and the second layer and are alternately laminated to form the plating layer in which the outermost layer is composed of the second layer,
After the plating layer forming step, a porosity inspection step of capturing an image of the outermost layer of the plating layer and obtaining information on the porosity of the porous structure of the second layer constituting the outermost layer;
After the porosity inspection step, a grindstone portion forming step of removing the outermost layer of the plating layer and forming the grindstone portion composed of the plating layer from which the outermost layer has been removed;
After the plating layer forming step, a base removal step of removing all or part of the base to expose all or part of the region of the plating layer covered by the base;
A method for manufacturing an annular grindstone, further comprising:
請求項1に記載の環状の砥石の製造方法であって、
該基台除去工程では、該基台の全部を除去し、
該砥石部のみからなる環状の砥石を製造することを特徴とする請求項1に記載の環状の砥石の製造方法。
A method for manufacturing an annular grindstone according to claim 1,
In the base removing step, the entire base is removed,
2. The method of manufacturing a ring-shaped grindstone according to claim 1, wherein the ring-shaped grindstone is manufactured only from the grindstone portion.
請求項1に記載の環状の砥石の製造方法であって、
該基台除去工程では、該基台の一部を除去し、
該砥石部及び該基台で構成される該環状の砥石を製造することを特徴とする請求項1に記載の環状の砥石の製造方法。
A method for manufacturing an annular grindstone according to claim 1,
In the base removing step, a part of the base is removed,
2. The method of manufacturing a ring-shaped grindstone according to claim 1, wherein the ring-shaped grindstone composed of the grindstone portion and the base is manufactured.
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