JPH1148235A - セラミックス基板の加工方法およびセラミックス基板加工用支持板 - Google Patents

セラミックス基板の加工方法およびセラミックス基板加工用支持板

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JPH1148235A
JPH1148235A JP9220828A JP22082897A JPH1148235A JP H1148235 A JPH1148235 A JP H1148235A JP 9220828 A JP9220828 A JP 9220828A JP 22082897 A JP22082897 A JP 22082897A JP H1148235 A JPH1148235 A JP H1148235A
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JP
Japan
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cutting
processing
ceramic substrate
ceramic base
base sheet
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JP9220828A
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Kazutoyo Shimizu
一豊 清水
Naoyuki Okamoto
直之 岡本
Makoto Fukuda
誠 福田
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Proterial Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00Other grinding machines or devices
    • B24B27/06Grinders for cutting-off
    • B24B27/065Grinders for cutting-off the saw being mounted on a pivoting arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/02Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills
    • B28D5/022Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工能率の向上を図ると共に切断加工中に安
定した切断抵抗が得られ、かつすぐれた加工精度が得ら
れるセラミックス基板の加工方法。 【解決手段】 セラミックス基板加工用支持板10は多
孔質アルミナ焼結体11の両面に含浸封着層12,12
を形成した構成からなり、ステージ1上に切断用砥石5
の進行方向に真空吸着して固定し、支持板10上にセラ
ミックス基板3をワックス接着して、切断用砥石5を回
転進行させることにより、まず、支持板10の多孔質ア
ルミナ焼結体で目立てが行われ、次いでセラミックス基
板3を切断するとともに切断用砥石5は支持板10を所
要深さまで切断するため、回転時の切断用砥石5はセラ
ミックス基板3、支持板10の多孔質アルミナ焼結体の
順に接触することになり、常時、目立てが行われること
になり、切断抵抗を小さくしながら前記セラミックス基
板4を切断加工でき、加工精度並びに能率が一段と向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁気ヘッド用セ
ラミックス基板の切断加工において、切削加工時の砥石
の目立てと共に前記基板の切断加工を行って、切断能率
の向上を計ったセラミックス基板の加工方法と、耐熱性
にすぐれると共に切断加工機のステージ上に真空吸着固
定を可能にしたセラミックス基板からなる加工用支持板
に関する。
【0002】
【従来の技術】精密加工が要求される磁気ヘッド用基板
として、Al23−TiC系を主流に、ZrO2系ある
いはSiC系のセラミックス基板が多用され、一般にそ
の厚みは1mm〜3mmである。今日の磁気ヘッドの狭
ギャップ化と小型化の要請から、その加工においては高
精度化、高品質化を図ることが不可欠である。
【0003】これに対応して、使用する切断用砥石の刃
厚はますます薄くなると共に砥石の剛性はますます低く
なる傾向にあり、砥石の切断時の切断抵抗が大きくなる
と、軸方向に撓み易くなり、また、切断加工面の精度や
品質に重要な影響を及ぼすため、安定した精密加工を行
うためには、砥石の切断抵抗をできるだけ低い状態に安
定化することが不可欠である。
【0004】かかる切断用砥石は、一般にダイヤモンド
砥粒を樹脂あるいは金属にて結合したものであるが、前
記切断用砥石の切断抵抗を低く安定させる方法として
は、一般に切断用砥石の目立てが行われる。
【0005】すなわち、従来のセラミックス基板の切断
方法としては、図2に示すごとく、切断加工機のステー
ジ1上にセラミックス材料からなる支持台2を真空吸着
し、この支持台2上に、被加工材のセラミックス基板3
と砥石の目立てを行ための多孔質アルミナ焼結体からな
る目立て板4を切断用砥石5に平行にかつ並列させてワ
ックス接着しておく。まず、最初に切断用砥石5により
目立て板4を切削して、当該砥石の目立てを行った後、
セラミックス基板3を切断作業に移行し、所要回数の切
断後、再度、砥石の目立てを行う工程を繰り返す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のセラミックス基
板の切断方法は、前記切断中に砥石5の切断抵抗が次第
に大になると、再度切断用砥石5を目立て板4にて砥石
の目立てを行った後、セラミックス基板3の切断作業を
行う工程を繰り返し行い、砥石の目立ては、セラミック
ス基板3の切断作業間に間欠的に行うが、砥石5はセラ
ミックス基板3の切断中に目立て効果は徐々に薄れ、次
第に切断抵抗が高くなり、安定した切断抵抗は得られ
ず、また、図2に示すごとく、切断用砥石5がU字状に
移動を繰り返すもので、加工能率の点でも問題があっ
た。
【0007】そこで、図3に示すごとく、切断加工機の
ステージ1上の支持台2上に切断用砥石5の進行方向の
直線上に目立て板4とセラミックス基板3を配列してワ
ックス接着し、インプロセスで砥石の目立てを行って、
砥石の切断抵抗を小さくした後、セラミックス基板3を
切断する方法が行われている。
【0008】この方法では、ある程度の目立て効果、加
工能率は期待できるが、被加工材のセラミックス基板3
の寸法形状に対応して、目立て板4の寸法、形状を適宜
設定する必要があり、また、砥石5の切断抵抗の安定す
る領域を得るための条件出しやステージ1上の支持台2
への目立て板4、セラミックス基板3の配設に熟練を要
して容易には設置できず、また使用する目立て板4の固
定方法においても接着用ワックスの種類によっては、前
記ワックス成分が多孔質目立て板中に浸透する等、使用
中に問題を生ずる。
【0009】この発明は、従来のセラミックス基板の加
工方法の加工能率の向上を図ることを目的とし、また、
加工能率の向上を図ると共に切断中に安定した切断抵抗
が得られ、かつすぐれた加工精度が得られる加工方法の
提供を目的としている。さらに、この発明は、被加工材
のセラミックス基板とのワックス接着を可能とし、切断
加工機のステージとの真空吸着固定を可能とし、かつ、
砥石の目立てとセラミックス基板の切断加工を同時に行
うことにより、安定した切断抵抗が得られると共にすぐ
れた加工能率が得られる加工方法、並びにセラミックス
基板の支持板の提供を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】発明者らは、加工能率の
向上を図ると共に切断中に常に安定した切断抵抗が得ら
れすぐれた加工精度が得られる加工方法を目的に種々検
討した結果、砥石の目立てとセラミックス基板の切断加
工を同時に行うことにより、安定した切断抵抗が得られ
ると共にすぐれた加工能率が得られることに着目した。
【0011】そこで、発明者らは、従来のセラミックス
基板の加工法及び目立て板の欠点を解消すべく、被加工
材のセラミックス基板とのワックス接着を可能とし、切
断加工機のステージとの真空吸着固定を可能にし、砥石
の目立てとセラミックス基板の切断加工を同時に行うこ
とが可能なセラミックス基板の支持板について、種々検
討した結果、多孔質アルミナ焼結体からなる目立て板の
表面にガラスを溶着して両面封着して、支持板と目立て
板を兼用可能にし、この上面にセラミックス基板をワッ
クス接着して下面をステージに真空吸着することによ
り、砥石の目立てとセラミックス基板の切断加工を同時
に行うことが可能で、安定した切断抵抗が得られると共
にすぐれた加工能率が得られ、目的が達成できることを
知見し、この発明を完成した。
【0012】また、発明者らは、セラミックス基板の加
工用支持板と目立て板を兼用可能にできる構成について
種々検討した結果、目立て板用の多孔質アルミナ焼結体
の両表面に、所要組成のガラスペーストを塗布後、熱処
理して前記ガラスを溶着し、前記アルミナ焼結体表面近
傍の一定深さの多孔部分にガラス成分を含浸させ、前記
ガラス含浸層により表面封着し、この両面封着によりア
ルミナ焼結体の平坦性が緩和され、総合的にそり量の少
ない多孔質アルミナ焼結体からなる支持板が有効に機能
することを知見し、この発明を完成した。
【0013】すなわち、この発明は、表面より50μm
〜300μm深さにガラス成分を含浸して表裏表面を封
着した多孔質アルミナ焼結体からなる支持板に、セラミ
ックス基板を接着して切断加工機のステージ上に支持板
を真空吸着した後、砥石により前記支持板と同時にセラ
ミックス基板を切断することを特徴とするセラミックス
基板の加工方法である。
【0014】
【発明の実施の形態】この発明によるセラミックス基板
加工用支持板10は、図1に示すごとく、目立て板用に
用いられる気孔率30%〜70%の多孔質アルミナ焼結
体11の両面に、所要組成のガラスペーストを塗布後、
熱処理して前記ガラスを溶着し、50μm〜300μm
の深さの多孔部分にガラス成分を含浸させ、含浸封着層
12,12を形成した構成からなる。
【0015】この支持板10上にセラミックス基板3を
ワックス接着した後、切断加工機のステージ1上に切断
用砥石5の進行方向に真空吸着して固定する。
【0016】図1においては、支持板10の一方端側に
寄せてセラミックス基板3を接着してあり、他方端側よ
り切断用砥石5を回転進行させることにより、まず、支
持板10の多孔質アルミナ焼結体で目立てが行われ、次
いでセラミックス基板3を切断するとともに切断用砥石
5は支持板10を所要深さまで切断するため、回転時の
切断用砥石5はセラミックス基板3、支持板10の多孔
質アルミナ焼結体の順に接触することになり、常時、目
立てが行われることになり、切断抵抗を小さくしながら
前記セラミックス基板4を切断加工でき、加工精度並び
に能率が一段と向上する。
【0017】この発明において、セラミックス基板加工
用支持板を構成するアルミナ焼結体のアルミナ原料粉末
は平均粒径5〜50μmが好ましい。また、多孔質アル
ミナ焼結体の気孔率を30%〜70%に限定した理由
は、30%未満では砥石の目立ての効果が少なく、切断
抵抗を小さくすることが困難であるので、好ましくな
く、また、70%を超えると焼結体表面に大きな気孔が
発生し、ガラス含浸時にその気孔部にガラス成分が溜ま
り、砥石の目立てを阻害するため、安定した切断抵抗が
得られれず、好ましくないためである。
【0018】また、セラミックス基板加工用支持板にお
いて、多孔質アルミナ焼結体の両表面に含浸させたガラ
ス成分の含浸封着層は、その深さが300μmを超える
と、砥石の切り込み量はガラス含浸量深さより深く切り
込まなければ、砥石の目立て効果が得られず、例えば厚
み2mmのセラミックス基板を完全切断する場合は、貼
付板の含浸するガラス成分の含浸深さが300μmを超
えると、砥石と目立て効果のないガラス含浸層との接触
面積が大きくなるため、砥石の切断抵抗が上昇して、好
ましくない。
【0019】また、ガラス成分の含浸封着層は、その深
さが50μm未満では実質的にガラス成分の含浸されて
ない部分の発生が生ずるため、切断加工機のステージへ
の真空吸着固定が不可能になるため、好ましくなく、ガ
ラス成分の含浸深さは50μm〜300μmが好まし
い。
【0020】また、この発明において、支持板の含浸封
着層を形成するため、表面に塗布するガラスペーストと
しては、一般にハイブリットIC、チップ抵抗器などの
保護膜に使用され、そのガラス成分の組成としては、S
iO2を主成分とし、Al23、B23、BaO、Pb
O等が含有されている。これらのガラス成分にテルピネ
オール系の溶液をバインダーとしてペースト状にしたも
ので、用途に応じて粘度も調整できる。支持板表面に含
浸封着するガラス成分としては、ガラス成分の濡れ性改
善のための高PbO含有の他、SiO2、Al23、N
2O、K2OあるいはMgOを含有するものである。
【0021】この発明において、セラミックス基板加工
用支持板にガラスペーストを塗布後に施す熱処理条件と
しては、800℃〜900℃に10分〜60分の条件が
好ましい。
【0022】
【実施例】
実施例1 平均粒径が20μmのアルミナ原料粉末に焼結促進剤及
び結合剤を添加混合した粉末を、0.3T/cm2の成
形圧にて成形後、1700℃に3時間保持して焼成した
後、気孔率45%の寸法100mm×100mm×5.
0mmのアルミナ焼結体を得た。
【0023】次に前記焼結体の平坦化のため、両面に研
削加工を行った後、前記焼結体の両表面にガラスペース
ト(α=80×10-7/℃、To=600℃)を所要厚
みにスクリーン印刷法にて両面塗布後、130℃に1時
間乾燥した後、880℃に10分加熱してガラス溶着し
た。
【0024】焼結体表面近傍にガラス成分(50%Pb
O−30%SiO2−残部BaO,B23)を含浸した
後、ガラス成分含浸の焼結体両面を研削して平坦化した
後、表1に示すガラス成分の含浸封着層深さを有する寸
法100mm×100mm×3.0mmの焼結体を得
た。
【0025】前記ガラス成分の含浸封着層を有する焼結
体であるセラミックス基板加工用支持板として、切断加
工機に被加工材として寸法50mm×20mm×2mm
のAl23−TiC系基板を前記支持板上にワックス接
着した後、切断加工機のステージ上に真空吸着固定し
た。
【0026】その後、切断用砥石として寸法外径80m
m×内径40mm×厚み0.18mmのSD#800メ
タルボンドブレード(商品名、リード社製)を用い、切
断条件としてスピンドル回転数は10krpm、砥石送
り速度は100mm/min、切り込み量は0.4m
m、切断抵抗はスピンドルモーターの負荷にて表した。
【0027】切断用砥石は、支持板自体の切削による砥
石の目立てと共に被加工材のアルミナ系基板の切断を行
い、切断抵抗、砥石磨耗量、真空吸着状況、及びワック
ス接着状況を表1に表す。加工性の評価は、この発明の
支持板に被加工材のアルミナ系基板をワックス接着し、
砥石による支持板及びアルミナ系基板の切断時の切断抵
抗にて評価した。また、砥石磨耗量は支持板の切削前後
の砥石の外径変化量にて示す。
【0028】
【表1】
【0029】比較例1 比較として実施例1と同一の多孔質アルミナ焼結体両面
にガラス成分含浸層深さが500μmの支持板とガラス
成分を含浸封着してないアルミナ焼結体の支持板を用い
て、実施例1と同一の被加工材のアルミナ系基板を実施
例1と同一の加工条件にて切断した場合の、切断抵抗、
砥石磨耗量、真空吸着状況及びワックス接着状況を表に
表1す。
【0030】
【発明の効果】この発明によるセラミックス基板加工用
支持板は、多孔質アルミナ焼結体の両表面にガラス成分
を含浸させた含浸封着層を形成してあり、この支持板を
使用して含浸封着層上にワックス接着したアルミナ系基
板を同時切断するこの発明による加工方法は、被加工物
のセラミックス基板とのワックス接着や切断加工機のス
テージへの真空吸着固定が可能となり、砥石の目立ては
従来の目立て板と同等以上の目立て効果が得られると共
にセラミックス基板の切断加工が同時に行えることによ
り、切断抵抗を小さくできることから加工精度並びに能
率は一段と向上する特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるセラミックス基板の加工方法を
示す切断加工機のステージ上のセラミックス基板加工用
支持板の縦断説明図である。
【図2】従来のセラミックス基板の加工方法を示すステ
ージ上の加工用支持台及び目立て板の上面説明図であ
る。
【図3】従来の他のセラミックス基板の加工方法を示す
ステージ上の加工用支持台及び目立て板の上面説明図で
ある。
【符号の説明】
1 ステージ 2 支持台 3 セラミックス基板 4 目立て板 5 切断用砥石 10 支持板 11 多孔質アルミナ焼結体 12 含浸封着層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面より50μm〜300μm深さにガ
    ラス成分を含浸して表裏表面を封着した多孔質アルミナ
    焼結体からなる支持板に、セラミックス基板を接着して
    切断加工機のステージ上に支持板を真空吸着した後、砥
    石により前記支持板と同時にセラミックス基板を切断す
    るセラミックス基板の加工方法。
  2. 【請求項2】 多孔質アルミナ焼結体両面の最表面より
    50μm〜300μm深さにガラス成分を含浸して表面
    を封着したセラミックス基板加工用支持板。
  3. 【請求項3】 請求項2おいて、多孔質アルミナ焼結体
    の気孔率は30%〜70%であるセラミックス基板加工
    用支持板。
JP9220828A 1997-07-31 1997-07-31 セラミックス基板の加工方法およびセラミックス基板加工用支持板 Pending JPH1148235A (ja)

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