JPS5932267B2

JPS5932267B2 - 切断刃

Info

Publication number: JPS5932267B2
Application number: JP55049752A
Authority: JP
Inventors: 安規村田
Original assignee: DAIYAMONDO GIKEN KK
Current assignee: DAIYAMONDO GIKEN KK
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1984-08-07
Also published as: DE3114687A1; JPS56146678A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は切断刃、特にシリコン、ゲルマニウム等の半
導体、水晶、フェライト、ガラスその他の硬脆物質の切
断に適した切断刃に関するものである。

このような切断刃として、第１図に示すように、台金１
の表裏両面に交互に溝２を設け、各港２に超硬度砥粒３
を台金１の表面から突出させ、適宜なボンド４によって
砥粒３を固着したものが従来から知られている（例えば
、特公昭３８−１４７９３号公報参照）。

上記の切断刃は、外周刃、内周刃、パントン−等に適用
され、切刃部の摩耗が進行しても溝の長さ方向（台金１
の半径方向、又は台金１の幅方向）に新しい砥粒３が次
々に現われるため、切れ味が低下せず、したがって切断
刃の寿命が長いという利点がある。

しかしながら、台金１の厚さが溝２０部分において薄く
なるため、次のような問題がある。

即ち、第１図に示すように、切断刃は切削方向の抗力Ｎ
とそれに垂直な側面抗力Ｒを受ける。

いま、第２図に示すように、砥粒３の表裏への突出量を
それぞれｔとした場合、溝２部分の反対面（即ち、溝２
内に形成した砥粒セグメント５の反対面）においては、
切断物とｔのすき間を生じる。

したがって、側面抗力Ｒが加わった状態で＆Ｌすき間ｔ
の存在によって、セグメント５が台金２の反対面の方向
へ僅かながら変位する。

そのため、場合によっては共振を起し、異音を発して切
断面が劣化し、また被切断物周辺に欠け（テラピンク）
が生じ易（、特に速い切断スピードや難削材の加工には
適応し難い問題がある。

また、台金１にテンションをかげることにより剛性をも
たせて使用される内周刃、パントン−等の場合は、切代
を小さくするために台金１は薄（形成され、且つテンシ
ョンを非常に太き（しなければならないため、強度の大
きな、例えば充分に冷間加工されたヌテンレススチール
が使用される。

一方、砥粒を固着するボンド４として＆Ａ電着ニッケル
ボンド法によるものがニ般的であり、また最も優秀な結
果を得る電着ニッケルボンド＆ζ台金１との密着を良く
し、テンションに対して割れやクラックを発生させない
ために、台金１に比較してかなり強度の落ちる延性の良
いものが利用される。

このように、台金１とホ′ンド４の材質の相異から、テ
ンションをかげた状態では、第３図及び第４図に示した
ように、刃先部がジグザグ状に変位し、その結果、第２
図の場合の刃厚Ｔより増大してＴ′となる。

（以下、この刃先部におけるジグザグ状の変位を１アサ
リ」と呼び、その変位量ａを１アサリ変位量」と称する
ことにする。

）アサリを生じた刃先は、アサリのない場合（第２図の
場合）の刃先の自由度、即ちすき間ｔよりも増太し、ｔ
′となる。

そのため、このような切断刃を使用したときは、切断中
の側面抗力Ｒによりアサリが元に戻ろうとするため、切
断物の側面を押す安定した力を加えることができない。

したがって、切断スピードが増したり、難削材の加工で
切削抵抗が増大すると良好な切断を継続することができ
ない。

更に、第５図に示すように、内周刃Ａによって丸棒の切
断物Ｂを加工する場合、切断物Ｂによって挾まれた状態
となるが、刃先部Ｃの入口りと出口α間においては、側
抗力Ｒのためアサリ量ａが減少する。

そのため、入口りにおいてはアサリ量ａが急激に減少し
、また出口びにおいて急激に増大するので入口Ｄ１１間
ｙにおいてはチッピングが太き（なる傾向がある。

また、切断物Ｂを矢印ｍのように前進せしめて切断を行
ない、切断終了後矢印ｎのように後退せしめると、その
後退の際に刃先部のアサリが元のアサリ量に戻って刃厚
が増大するため、切断面を再び切削することになって切
断面を荒し、ソーマークが付いたり面粗度を劣化させる
欠点がある。

更に、切断中に受ける側面抗力によってアサリが押し込
められるために、台金１の切先部には大きな繰り返し荷
重が加えられ、その結果、刃先部が疲労して台金１、特
にその刃先部のテンションが減少し、切断刃としての寿
命が極端に短くなる問題もある。

そこで、この発明は上述の諸欠点を無くし、切れ味及び
寿命を飛躍的に向上させる切断刃を提供することを目的
とするものである。

この目的を達成するため、この発明は、第６図に示すよ
うに台金１の切先部、即ち合金端面から合金表面にわた
る範囲、及び合金端面かも合金裏面にわたる範囲に溝２
それぞれ形成し、上記台金表面側に形成される溝２と合
金裏面側に形成される溝２を合金端面の長さ方向にはゾ
平均した数になるよう適宜間隔をおいて配夕１ル、上記
各港２に超硬砥粒３を固着した切断刃において、上記各
港２を設けた面と反対側の台金１の各面に超硬砥粒６を
適宜なボンド７により固着し、所要厚みの固着層８を形
成したものである。

溝２内のセグメント５を形成する砥粒３は、第６図のよ
うに、台金１の面にほに一致するか、又は第１図に示す
ように、溝２の深さよりや＼大きめの粒径なもつ砥粒３
であってもよい。

また、第８図に示すように溝２の深さより小さな粒径を
もつ砥粒３を複数層に積層し、台金１の面から突出させ
てもよい。

更に第９図に示すように、溝２の深さより小さな粒径を
もった砥粒３を溝底に固着し、その上層に上記砥粒３よ
り小さい径の砥粒３′を固着してその砥粒３′を台金１
から突出させるようにしてもよい。

なお、固着層８の砥粒６も複数層に固着してもよい。

上記の如き固着層８を形成した切断刃においては、溝２
０反対面において切断物と台金１間のすき間に固着層８
が存在するので、側面抗力Ｒが作用してもセグメント５
の変位が生じない。

そのため、切刃部の振動が抑制されるので異音の発生や
チッピングを防止することができる。

また、テンションをかけた場合は、第１０図乃至第１２
図に示す如き変・位を生じるが、固着層８が存在するた
め、側面抗力Ｒを受けてもアサリ変位量の変動はほとん
どない。

そのため、アサリ変位量の変動を原因とする前述の諸欠
点が解消され、安定した良好な切断を持続することがで
きる。

次に、具体的な実験例により、従来の切断刃とこの発明
の切断刃を内周刃に適用した例をもって比較する。

（従来の切断刃）外径３０４ｗｌ１１内径１０２ｒ／ＩＪｌ、合金厚み０
．１３藺の内周縁に幅２７１１Ｊ、奥行１１１ＬＩＩｌ
、深さＯ，Ｓ赤、、の溝を表裏に交互に等間隔になるよ
う各６４個所溝ピッチ５朋として穿ち、この溝部にメツ
シュ３２５／４００のダイヤモンド砥粒を２層に積層し
て電着法によりニッケルボンドにて固着し、溝部ダイヤ
モンド上端面と合金の表面との突出量を０．０３藺とし
た。

この時の刃厚Ｔは０．１９１１Ｌｍであった。この内周
刃に外周部から太鼓を張り上げる通常の要領で充分にテ
ンションを加えて直径５０ｗｎシリコンインゴットをス
ライシングしたところ、切代（キ刃厚）は０．２：３ａ
ｍであった。

したがって、アサリ変位量は０．０２ｕである。

上記のシリコン切断では、切断スピードが５ＱＢ、
７２／胴までが限度で、これを超えると切断音が高くシ
リコンウニ／・−のソリやチッピング又は切断中に割れ
が発生して使用に耐えなかった。

加工し易く切削抵抗の少ない黒鉛棒を切断したところ切
代は０．２３５ｗと増え、シリコン棒より難削材である
硬質ガラス棒を切断したところ、切代は０．２１５ｇに
減少した。

このことからもアサリが切断物から受ける側面抗力によ
って変化していることが理解できる。

この内周刃をシリコンのスライシングで連続使用した場
合、５０ｒｕｒｔ／ｍｉｎの切断スピードで最高８５
０スライス、最低３２０スライスで刃先部の劣化が起り
安定して切断できなくなった。

（この発明の切断刃）上記と同様の溝構造と溝部にダイヤモンド砥粒を固着し
た内周刃において、溝部裏面に幅１．５関、奥行き０．
５ｍ、ｒｎ、使用ダイヤモンド砥粒を４０〜５０μｍ
とした固着層を一層設けたものを製作し、直径５０７７
２Ｊのシリコンのスライシングテストを行った。

切代は０．２２５ｍ、７ｎと固着層のないものに比較し
て、僅か減少していたが、これは刃先部の補給の効果が
あり、アサリ変位量の減少によるものと思われる。

切断スピードは１３５ｍ／”まで可能で、これ以上のス
ピードではスライシングマシンの構造上実験できなかっ
た。

このスピードは溝構造をもたない単一電着砥粒層をもつ
内周刃の切断速度８Ｑ７１１．Ｈ／ｍｉｎよりもは
るかに切れ味がよい。

このとキノシリコンウェハーの評価は、厚みムラ３μｍ
以内、ソリ（わん曲歪）１０μｍ以下、チッピングは０
．１ｍ、ｙｔｔ以下のものが周辺部長ｉｉｍにつき３
個以内の良好な切断であった。

またライフテストでは、切断スピード８０ｒｔｂｍ／ｍ
ｉｎで３０００スライスまでは安定して切断でき、その
後は刃先部、ＧＣ（グリーンカーボランダム）砥石等で
トルーイングドレッシングを行うことにより再生され継
続できた。

また、切断物を黒鉛棒や硬質ガラス、アルミナセラミッ
ク等にかえても切代に変化がなく、アサリが安定してい
ることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の切断刃の刃先部の斜視図、第２図は同上
の刃先部の端面図、第３図は同上の使用状態における刃
先部の端面図、第４図は第３図の断面図、第５図は従来
の内周刃による切断状態の一部省略平面図１．第６図乃
至第９図はこの発明の切断刃の刃先部の各側を示す端面
図、第１０図乃至第１２図は使用状態における刃先部の
各側を示す端面図である。１・・・台金、２・・・溝、３・・・砥粒、４・・・ボ
ンド、５・・・セグメント、６・・・砥粒、７・・・ボ
ンド、８・・・固着層。

Claims

【特許請求の範囲】

１台金端面かも合金表面にわたる範囲及び合金端面か
ら合金裏面にわたる範囲に溝を形成し、上記台金表面に
形成される溝と裏面側に形成される溝を、合金端面の長
さ方向にはソ平均した数になるよう適宜間隔をおいて配
列し、上記各港に超硬砥粒を固着した切断刃において、
上記各港を設けた部分と反対側の合金の面に超硬砥粒の
固着層を設けたことを特徴とする切断刃。