KR102381100B1 - 붕소 화합물을 첨가한 절삭 지석 - Google Patents
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Abstract
(과제) 절삭 가공에 있어서, 버의 발생을 억제한다.
(해결 수단) 피가공물 (W) 을 절삭하는 절삭 지석 (65) 을, 다이아몬드 지립에 붕소 화합물인 cBN 지립 및 금속 붕화물인 ZrB2 입자를 첨가하고, 페놀 수지 등으로 이루어지는 레진 본드로 고정시킨 것으로 하였다.
(해결 수단) 피가공물 (W) 을 절삭하는 절삭 지석 (65) 을, 다이아몬드 지립에 붕소 화합물인 cBN 지립 및 금속 붕화물인 ZrB2 입자를 첨가하고, 페놀 수지 등으로 이루어지는 레진 본드로 고정시킨 것으로 하였다.
Description
본 발명은, 피가공물의 절삭 가공에 사용되는 절삭 지석에 관한 것이다.
붕소 화합물은 우수한 고체 윤활성을 갖는다. 그 때문에, 붕소 화합물을 절삭 지석에 혼입시킴으로써, 절삭 지석에 의해 피가공물을 절삭하는 경우에 있어서의 마찰열의 발생을 억제할 수 있고, 절삭 지석이 소모되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 피가공물이 사파이어 등의 경질 기판이어도, cBN (입방정 질화붕소) 등의 붕소 화합물을 혼입시킨 절삭 지석을 사용하여 절삭함으로써, 양호한 절삭 결과가 얻어지는 것이 밝혀졌다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그러나, 윤활제로서 예를 들어 cBN, B4C (보론카바이드) 또는 HBN (육방정 질화붕소) 을 혼입시킨 절삭 지석이어도, 피가공물의 종류에 따라서는 충분한 가공 특성을 담보할 수 없었다. 이들 절삭 지석으로 예를 들어 금속 기판 또는 금속을 함유하는 기판을 절삭하면, 금속이 갖는 전성 (展性) 때문에, 버 등의 이형상부가 기판의 절삭면에 발생하는 경우가 있었다. 또, 예를 들어, 절삭 지석 중의 cBN 의 함유량을 많게 하여 절삭 지석의 윤활성을 향상시키려고 하면, cBN 의 비중 (3.48 g/㎤) 이 작은 점에서 절삭 지석 자체가 가벼워지기 때문에, 절삭시에 절삭 지석의 격력 (擊力) 이 떨어진다. 그 때문에, 절삭 지석이 목표로 하는 절삭물의 가공점에 정확하고 또한 충분한 절삭력을 전달할 수 없고, 또, 버의 발생도 증가한다는 문제가 있었다.
따라서, 마찰열의 발생을 억제하기 위한 붕소 화합물을 혼입시킨 절삭 지석을 사용하여 예를 들어 금속을 함유하는 기판을 절삭하는 경우에도, 버 등의 이형상부의 발생을 억제하고, 또, 분할에 의해 제조된 디바이스의 특성을 양호하게 유지한다는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 피가공물을 절삭하는 절삭 지석으로서, 다이아몬드 지립에 붕소 화합물 및 금속 붕화물을 첨가하고, 본드로 고정시킨 절삭 지석이다.
상기 다이아몬드 지립은 상기 붕소 화합물보다 입경이 작으면 바람직하다.
또한, 상기 붕소 화합물은 cBN 이고, 상기 금속 붕화물은 ZrB2 (지르코늄보라이드) 이고, 상기 본드는 레진 본드이면 바람직하다. 또, 상기 본드로서 메탈 본드를 사용해도 된다.
본 발명에 관련된 절삭 지석은, 다이아몬드 지립에 붕소 화합물 및 금속 붕화물을 첨가하고 본드로 고정시킴으로써, 예를 들어 피가공물로서 금속을 함유하는 기판을 절삭하는 경우에도, 버 등의 이형상부의 발생을 억제할 수 있다. 또, 분할되어 제조된 디바이스의 특성을 양호하게 유지할 수 있다.
또, 절삭 지석에 함유되는 다이아몬드 지립의 입경을 붕소 화합물의 입경보다 작게 함으로써, 절삭시에 있어서의 피가공물에 대한 마찰을 작게 하여 마찰열의 발생을 억제하여, 절삭 지석의 소모를 억제할 수 있다.
또한, 붕소 화합물을 cBN 으로 하고, 금속 붕화물을 ZrB2 로 하고, 본드를 레진 본드로 함으로써, 예를 들어 금속을 함유하는 기판을 절삭하는 경우에도, 버 등의 이형상부의 발생을 보다 억제하고, 또한 절삭 지석의 소모를 억제하며, 또, 피가공물에 대한 데미지를 억제함으로써 분할된 디바이스의 특성을 양호하게 유지할 수 있다.
도 1 은 실시예 1 의 절삭 지석을 구비하는 스핀들 유닛의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2 는 절삭 장치의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 절삭 지석으로 피가공물을 절삭하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 실시예 1, 비교예 1 또는 비교예 2 의 절삭 지석으로 피가공물을 절삭하였을 때의 발생한 버의 길이를 나타내는 표이다.
도 2 는 절삭 장치의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 절삭 지석으로 피가공물을 절삭하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 실시예 1, 비교예 1 또는 비교예 2 의 절삭 지석으로 피가공물을 절삭하였을 때의 발생한 버의 길이를 나타내는 표이다.
(실시예 1)
도 1 에 나타내는 절삭 지석 (65) 은, 예를 들어, 외형이 환상의 와셔형인 레진 본드 지석으로서, 다이아몬드 지립에 붕소 화합물인 cBN 지립 및 금속 붕화물인 ZrB2 입자를 첨가하고, 페놀 수지 등으로 이루어지는 레진 본드로 고정시킨 것이다.
절삭 지석 (65) 의 제조 방법은, 예를 들어 이하와 같다. 먼저, 페놀 수지, 에폭시 수지 및 폴리이미드 수지 등을 주성분으로 하는 레진 본드에 대하여, 평균 입경 40 ㎛ 의 다이아몬드 지립 및 평균 입경 50 ㎛ 의 cBN 지립을 각각 체적비로 10 ∼ 20 % 혼입시키고, 추가로, 평균 입경 2 ∼ 3 ㎛ 의 ZrB2 입자를 체적비로 25 ∼ 35 % 혼입시키고, 교반하여 혼재시킨다. 이어서, 이 혼합물을 프레스하여 소정의 두께 (본 실시예에 있어서는, 150 ㎛ 두께) 로 성형하고, 외형도 환상으로 성형한다. 그 후, 180 ℃ 내지 200 ℃ 의 소결 온도에서 7 ∼ 8 시간 소결시킴으로써, 도 1 에 나타내는 장착공 (650) 을 구비하는 절삭 지석 (65) 을 제조한다. 또한, 본 실시예와 같이, 다이아몬드 지립의 평균 입경을 cBN 지립의 평균 입경보다 10 % 이상 작게 함으로써, 절삭 가공에 있어서 cBN 지립 (주지립) 의 보조 지립으로서 다이아몬드 지립이 작용하기 때문에 바람직하다. 또, 레진 본드, 다이아몬드 지립, cBN 지립 및 ZrB2 입자의 체적비는, 각 지립 및 레진 본드의 종류 등에 따라 적절히 변경 가능하다. 또한, 여기서는, cBN 지립의 평균 입경이 50 ㎛ 인 경우를 기재하였지만, 금속을 절단하는 용도에 사용하는 cBN 지립의 평균 입경은 30 ∼ 70 ㎛ 가 좋다. 보다 바람직하게는, 40 ∼ 60 ㎛ 가 바람직하다. 한편, 다이아몬드 지립의 입경은, cBN 지립의 입경보다 5 ∼ 30 % 정도 작아도 된다. 보다 바람직하게는, 10 ∼ 20 % 정도 작은 것이 좋다. 또, 다이아몬드 지립의 번수 (番手) 는, cBN 지립의 번수보다 1 개 또는 2 개 작은 것을 선택해도 된다. 예를 들어, cBN 지립이 #240 인 경우에는, 다이아몬드 지립은 #280 또는 #320 을 선택한다.
또한, 절삭 지석 (65) 은 환상의 와셔형의 레진 본드 지석에 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 알루미늄 합금 주물 등으로 만들어진 베이스 메탈과 절삭날을 일체 성형한 허브 타입의 절삭 지석으로 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 절삭날이 레진 본드, 다이아몬드 지립, cBN 지립 및 ZrB2 입자로 구성된다.
또, 각 지립을 고정시키는 본드로서 레진 본드가 아니라, 메탈 본드를 사용해도 된다. 예를 들어 외형이 환상의 와셔형인 메탈 본드 지석의 제조 방법은, 이하와 같다. 먼저, 구리와 주석의 합금이고 주성분이 되는 브론즈에 코발트 및 니켈 등을 미량 혼입시킨 메탈 본드에 대하여, 평균 입경 40 ㎛ 의 다이아몬드 지립 및 평균 입경 50 ㎛ 의 cBN 지립을 각각 체적비로 10 ∼ 20 % 혼입시키고, 추가로 평균 입경 2 ∼ 3 ㎛ 의 ZrB2 입자를 체적비 25 ∼ 35 % 로 혼입시킨다. 이 혼합물을 혼련하고 프레스하여 소정의 두께로 성형하고, 외형도 환상으로 성형한다. 그 후, 600 ℃ 내지 700 ℃ 의 소결 온도에서 약 1 시간 소결시킴으로써, 환상의 와셔형의 메탈 본드 지석을 제조할 수 있다.
금속 붕화물로는, ZrB2 입자 이외에도, CrB, CrB2, Cr3B2, TiB2, ZrB2, ZrB3, NbB2, TaB2, MoB, 또는 WB 등의 금속 붕화물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 절삭 지석 (65) 중의 금속 붕화물을 TiB2 로 한 경우에는, 절삭 지석 (65) 은 알루미늄을 함유하는 피가공물의 절삭에 적합한 것이 된다. 또, 절삭 지석 (65) 중의 금속 붕화물을 CrB 또는 CrB2 로 한 경우에는, CrB 및 CrB2 가 갖는 내산화성에 의해, 절삭 지석 (65) 은 산소 분위기 중 고온에 있어서도 보다 장기에 걸쳐 사용하는 것이 가능해진다. 즉, 가공 속도를 높여 고속으로 피가공물을 절삭하고, 또한 냉각액으로서 작용하는 절삭수의 공급량을 삭감함으로써 절삭 지석과 피가공물의 접촉 부위가 고온이 된 상태에 있어서도, 절삭 지석 (65) 의 열화를 방지하여 절삭력을 장기간 유지하는 것이 가능해진다.
도 1 에 나타내는 스핀들 유닛 (6A) 에 구비하는 스핀들 하우징 (60) 은, 스핀들 (61) 을 회전 가능하게 수용하고 있다. 스핀들 (61) 의 축 방향은 X 축 방향에 대하여 수평 방향으로 직교하는 방향 (Y 축 방향) 이고, 스핀들 (61) 의 선단부는 스핀들 하우징 (60) 으로부터 -Y 방향으로 돌출되어 있다. 이 돌출 부분에, 절삭 지석 (65) 이 장착되는 고정 플랜지 (62) 가 너트 (63) 에 의해 고정되어 있다. 고정 플랜지 (62) 는, 직경 방향 (스핀들 (61) 의 축 방향과 수평 방향으로 직교하는 방향) 외측을 향하여 연장되는 플랜지부 (620) 와, 플랜지부 (620) 로부터 두께 방향 (Y 축 방향) 으로 돌출되어 형성되고 그 측면에 나사 (621a) 가 형성된 보스부 (621) 를 구비한다.
절삭 지석 (65) 의 장착공 (650) 에 보스부 (621) 가 삽입된 상태에서, 보스부 (621) 에는 환상의 착탈 플랜지 (67) 가 장착된다. 착탈 플랜지 (67) 는, 보스부 (621) 에 대응하는 계합공 (67a) 을 갖고 있다. 보스부 (621) 에 착탈 플랜지 (67) 가 장착되면, 나사 (621a) 와 나사 결합되는 링상의 고정 너트 (68) 가 나사 (621a) 에 조여진다. 착탈 플랜지 (67) 에 의해 절삭 지석 (65) 이 플랜지부 (620) 에 가압됨으로써, 절삭 지석 (65) 은, 착탈 플랜지 (67) 와 고정 플랜지 (62) 에 의해 Y 축 방향 양측으로부터 협지되어 스핀들 (61) 에 고정된다. 그리고, 도시되지 않은 모터에 의해 스핀들 (61) 이 회전 구동됨에 따라, 절삭 지석 (65) 도 고속 회전한다.
도 2 에 나타내는 절삭 장치 (1) 는, 유지 테이블 (3) 에 의해 흡인 유지되는 피가공물 (W) 에 대하여, 절삭 수단 (6) 에 의해 절삭 가공을 실시하는 장치이다.
도 2 에 나타내는 유지 지그 (30) 는, 절삭 장치 (1) 의 지그 베이스 (32) 상에 탑재된다. 유지 지그 (30) 의 유지면 (30a) 에는, 절삭 지석 (65) 이 피가공물 (W) 에 절입되었을 때에 유지 지그 (30) 와 절삭 지석 (65) 의 접촉을 회피하기 위한 복수의 릴리프 홈 (300) 이 형성되어 있다. 또, 유지 지그 (30) 에는, 피가공물 (W) 을 흡인하기 위한 도시되지 않은 흡인공이 두께 방향 (Z 축 방향) 으로 관통하여 형성되어 있다.
유지 지그 (30) 를 탑재하는 지그 베이스 (32) 는, 흡인관 (32a) 을 통하여 도시되지 않은 흡인원에 연통되어 있고, 흡인관 (32a) 의 일단이 지그 베이스 (32) 상에서 개구되어 있다. 그리고, 유지 지그 (30) 가 지그 베이스 (32) 상에 탑재됨으로써, 피가공물 (W) 을 흡인 유지하는 유지 테이블 (3) 이 구성된다. 유지 테이블 (3) 은, X 축 방향으로 이동 가능함과 함께 회전 가능하다.
유지 테이블 (3) 의 이동 경로의 상방에는 피가공물 (W) 의 절삭해야 할 분할 예정 라인 (S) 을 검출하는 얼라인먼트 수단 (12) 이 배치 형성되어 있다. 얼라인먼트 수단 (12) 은, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 을 촬상하는 촬상 수단 (120) 을 구비하고 있고, 촬상 수단 (120) 에 의해 취득한 화상에 기초하여 절삭해야 할 분할 예정 라인 (S) 을 검출할 수 있다. 또, 얼라인먼트 수단 (12) 의 근방에는, 유지 테이블 (3) 에 유지된 피가공물 (W) 에 대하여 절삭 가공을 실시하는 절삭 수단 (6) 이 배치 형성되어 있다. 절삭 수단 (6) 은 얼라인먼트 수단 (12) 과 일체로 되어 구성되어 있고, 양자는 연동하여 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동한다.
도 2 에 나타내는 절삭 수단 (6) 은, 절삭 지석 (65) 을 구비하는 스핀들 유닛 (6A) 과, 절삭 지석 (65) 과 피가공물 (W) 의 접촉 부위에 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 노즐 (69) 을 적어도 구비한다.
도 2 에 나타내는 피가공물 (W) 은, 예를 들어, 외형이 사각형상인 기판으로서, 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 에는, 도시된 예에서는 3 개의 디바이스 영역 (Wc) 이 존재한다. 그리고, 디바이스 영역 (Wc) 에는, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 분할 예정 라인 (S) 에 의해 구획된 격자상의 영역에 다수의 디바이스 (D) 가 형성되어 있고, 개개의 디바이스 (D) 에는, 철을 주성분으로 하는 스테인리스재를 함유하는 전극부 (Wd) (도 2 에는 도시 생략) 가 형성되어 있다. 그리고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 전극부 (Wd) 는 분할 예정 라인 (S) 상에도 존재한다.
이하에, 도 1 ∼ 4 를 사용하여, 도 2 에 나타내는 피가공물 (W) 을 절삭 지석 (65) 에 의해 절삭하는 경우의 절삭 장치 (1) 의 동작 및 절삭 지석 (65) 을 구비하는 절삭 수단 (6) 의 동작에 대해 설명한다.
도 2 에 나타내는 지그 베이스 (32) 상에 유지 지그 (30) 가 탑재되어 유지 테이블 (3) 이 구성된다. 유지 테이블 (3) 에 피가공물 (W) 이 반송되고, 유지 지그 (30) 의 유지면 (30a) 에 피가공물 (W) 이 재치 (載置) 된다. 그리고, 지그 베이스 (32) 에 접속된 도시되지 않은 흡인원에 의해 산출되는 흡인력이 유지면 (30a) 에 전달됨으로써, 피가공물 (W) 이 유지면 (30a) 상에 흡인 유지된다.
피가공물 (W) 을 유지하는 유지 테이블 (3) 이 -X 방향으로 이송됨과 함께, 촬상 수단 (120) 에 의해 피가공물 (W) 의 상면 (Wa) 이 촬상되어 절삭해야 할 분할 예정 라인 (S) 의 위치가 검출된다. 분할 예정 라인 (S) 이 검출됨에 따라, 절삭 수단 (6) 이 Y 축 방향으로 구동되고, 절삭해야 할 분할 예정 라인 (S) 과 절삭 지석 (65) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치가 정해진다.
절삭 지석 (65) 과 검출된 분할 예정 라인 (S) 의 Y 축 방향의 위치가 정해진 후, 피가공물 (W) 을 유지하는 유지 테이블 (3) 이 추가로 -X 방향으로 송출됨과 함께, 절삭 수단 (6) 이 -Z 방향으로 절입 이송된다. 또, 도시되지 않은 모터가 스핀들 (61) 을 고속 회전시켜, 스핀들 (61) 에 고정된 절삭 지석 (65) 이 스핀들 (61) 의 회전에 수반하여 고속 회전을 하면서 피가공물 (W) 에 절입되고, 분할 예정 라인 (S) 을 절삭해 간다. 또, 절삭 지석 (65) 이 피가공물 (W) 에 절입될 때, 절삭 지석 (65) 과 피가공물 (W) 의 접촉 부위에 대하여, 절삭수 공급 노즐 (69) 이 절삭수를 분사함으로써, 절삭 지석 (65) 에 절삭수를 공급한다.
절삭 지석 (65) 이 분할 예정 라인 (S) 을 다 절삭하는 X 축 방향의 소정의 위치까지 피가공물 (W) 이 -X 방향으로 진행되면, -X 방향으로의 피가공물 (W) 의 절삭 이송을 한 번 정지시켜, 절삭 지석 (65) 을 피가공물 (W) 로부터 이간시키고, 유지 테이블 (3) 을 +X 방향으로 송출하여 원래의 위치로 되돌린다. 그리고, 이웃하는 분할 예정 라인 (S) 의 간격씩 절삭 지석 (65) 을 Y 축 방향으로 할출 (割出) 이송하면서 순차적으로 동일한 절삭을 실시함으로써, 동일 방향의 모든 분할 예정 라인 (S) 을 절삭한다. 또한, 유지 테이블 (3) 을 90 도 회전시키고 나서 동일한 절삭을 실시하면, 모든 분할 예정 라인 (S) 이 종횡으로 전부 컷된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 분할 예정 라인 (S) 상에 전극부 (Wd) 가 존재하는 경우, 절삭 지석 (65) 이 분할 예정 라인 (S) 상의 전극부 (Wd) 에 절입되고, 절삭 지석 (65) 이 유지 지그 (30) 의 릴리프 홈 (300) 에까지 도달하면, 분할 예정 라인 (S) 은 풀컷된다. 이 때, 전극부 (Wd) 를 구성하는 스테인리스재가 갖는 전성에 의해, 전극부 (Wd) 에서 릴리프 홈 (300) 으로 뻗는 버 (B) 가 발생한다. 여기서, 절삭에 의해 발생하는 버 (B) 의 길이의 허용 최대값은, 일반적으로 200 ㎛ 미만이며, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.
실시예 1 의 절삭 지석 (65) 을 사용하여 절삭을 실시한 경우에 발생한 버 (B) 의 길이는, 도 4 에 나타내는 표 (T) 와 같이, 버 (B) 의 길이의 평균값이 90 ㎛ 가 되고, 버 (B) 의 길이의 최대값이 125 ㎛ 가 되어, 버 (B) 의 길이의 편차는 35 ㎛ 가 되었다. 즉, 버 (B) 의 길이의 평균값 및 최대값은, 버의 길이의 허용 최대값 200 ㎛ 미만이 되었다.
(비교예 1)
비교예 1 에 있어서는, 실시예 1 의 절삭 지석 (65) 대신에 절삭 지석 (65a) 을 사용하여, 실시예 1 의 절삭 지석 (65) 을 사용한 경우와 동일하게, 피가공물 (W) 에 대한 절삭을 실시하였다. 절삭 지석 (65a) 은, 평균 입경이 45 ㎛ 인 다이아몬드 지립에 붕소 화합물로서 B4C 지립 (평균 입경 15 ㎛) 을 첨가하고 페놀 수지 등으로 이루어지는 레진 본드 B1 로 고정시킨, 외형이 환상의 와셔형인 레진 본드 지석으로서, 두께가 150 ㎛ 이다.
비교예 1 의 절삭 지석 (65a) 을 사용하여 절삭을 실시한 경우에 발생한 버 (Ba) 의 길이는, 도 4 에 나타내는 표 (T) 와 같이, 버 (Ba) 의 길이의 평균값이 140 ㎛ 가 되고, 버 (Ba) 의 길이의 최대값이 275 ㎛ 가 되어, 버 (Ba) 의 길이의 편차는 135 ㎛ 가 되었다. 즉, 버 (Ba) 의 길이의 최대값은, 버의 길이의 허용 최대값 200 ㎛ 를 초과하였다.
(비교예 2)
비교예 2 에 있어서는, 실시예 1 의 절삭 지석 (65) 대신에 절삭 지석 (65b) 을 사용하여, 실시예 1 의 절삭 지석 (65) 을 사용한 경우와 동일하게, 피가공물 (W) 에 대한 절삭을 실시하였다. 절삭 지석 (65b) 은, 평균 입경이 35 ㎛ 인 다이아몬드 지립에 금속 붕화물로서 ZrB2 입자 (평균 입경 2 ∼ 3 ㎛) 를 첨가하고 페놀 수지 등으로 이루어지는 레진 본드 B1 로 고정시킨, 외형이 환상의 와셔형인 레진 본드 지석으로서, 두께가 150 ㎛ 이다.
비교예 2 의 절삭 지석 (65b) 을 사용하여 절삭을 실시한 경우에 발생한 버 (Bb) 의 길이는, 도 4 에 나타내는 표 (T) 와 같이, 버 (Bb) 의 길이의 평균값이 105 ㎛ 가 되고, 버 (Bb) 의 길이의 최대값이 230 ㎛ 가 되어, 버 (Bb) 의 길이의 편차는 125 ㎛ 가 되었다. 즉, 버 (Bb) 의 길이의 최대값은, 버의 길이의 허용 최대값 200 ㎛ 를 초과하였다.
비교예 1 의 절삭 지석 (65a) 에 의해 피가공물 (W) 을 절삭한 경우에 발생한 버 (Ba) 의 길이의 최대값은 허용 최대값을 초과하였다. 이에 대하여, 실시예 1 의 절삭 지석 (65) 에 의해 피가공물 (W) 을 절삭한 경우에 발생한 버 (B) 의 길이는, 평균값, 최대값이 모두 허용 최대값 미만이 되었다. 이 결과는, 절삭 지석 (65a) 과 달리, 절삭 지석 (65) 에는 ZrB2 입자를 함유하고 있기 때문이다. 즉, 비중이 약 6.1 g/㎤ 로 무거운 금속 붕화물인 ZrB2 입자에 의해, 절삭 지석 (65) 자체의 중량이 무거워짐으로써, 절삭 지석 (65) 을 고속 회전시킨 경우의 절삭 지석 (65) 의 Y 축 방향으로의 사행 (Y 축 방향에 있어서의 흔들림) 이 감소한 것으로 생각된다. 그리고, 절삭 지석 (65) 의 사행이 감소함으로써, 피가공물 (W) 에 절삭 지석 (65) 이 절입되었을 때, 절삭 지석 (65) 은 전극부 (Wd) 에 대하여 보다 수직으로 절입되어 갔기 때문에, 절삭 지석 (65) 은, 피가공물 (W) 의 목표로 하는 가공점 이외의 부위에는 거의 접촉하지 않고, 또, 분할된 전극부 (Wd) 와 절삭 지석 (65) 의 접촉도 감소한 것으로 생각된다. 그 때문에, 발생한 버 (B) 의 길이를 허용 최대값 미만으로 넣을 수 있었던 것으로 생각된다. 또, 분할되어 제조된 디바이스 (D) 의 특성을 양호하게 유지할 수 있을 것으로 생각된다.
또, 지석 중의 다이아몬드 지립의 평균 입경 (45 ㎛) 이 붕소 화합물인 B4C 의 평균 입경 (15 ㎛) 보다 큰 절삭 지석 (65a) 과 비교하여, 절삭 지석 (65) 은, 지석 중의 다이아몬드 지립의 평균 입경이 40 ㎛ 로서, 지석 중의 붕소 화합물인 cBN 지립의 평균 입경 50 ㎛ 보다 10 % 이상 작다. 그 때문에, 절삭 지석 (65) 이 피가공물 (W) 에 절입되면, 평균 입경이 보다 큰 cBN 지립이 다이아몬드 지립에 선행하여 피가공물 (W) 에 접촉하기 때문에, 피가공물 (W) 과 절삭 지석 (65) 의 접촉 부위에 발생하는 마찰이 적어진 것으로 생각된다. 그 결과, 피가공물 (W) 과 절삭 지석 (65) 의 접촉 부위에 발생하는 마찰열이 줄어들어 절삭 지석 (65) 의 소모가 적어졌기 때문에, 절삭 지석 (65) 을 보다 장기간 사용할 수 있을 것으로 생각된다.
비교예 2 의 절삭 지석 (65b) 에 의해 피가공물 (W) 을 절삭한 경우에 발생한 버 (Bb) 의 길이의 최대값은, 버의 길이의 허용 최대값을 초과하였다. 이에 대하여, 실시예 1 의 절삭 지석 (65) 에 의해 피가공물 (W) 을 절삭한 경우에 발생한 버 (B) 의 길이는, 평균값, 최대값이 모두 버의 길이의 허용 최대값 미만이 되었다. 이 결과는, 절삭 지석 (65b) 과 달리, 절삭 지석 (65) 에는 cBN 지립을 함유하고 있기 때문이다. 즉, cBN 지립이 갖는 고체 윤활성에 의해, 피가공물 (W) 에 절삭 지석 (65) 이 절입되었을 때, 전극부 (Wd) 와 절삭 지석 (65) 사이의 마찰열의 발생이 억제되어, 버의 발생 원인이 되는 베이킹 등이 억제되었기 때문에, 발생한 버 (B) 의 길이를 허용 최대값 미만으로 넣을 수 있었던 것으로 생각된다. 또, 분할되어 제조된 디바이스 (D) 의 특성을 양호하게 유지할 수 있을 것으로 생각된다.
또, 지석 중에 윤활제로서의 붕소 화합물을 함유하지 않는 절삭 지석 (65b) 과 비교하여, 절삭 지석 (65) 은 붕소 화합물로서 cBN 지립을 함유하고, 또, 지석 중의 다이아몬드 지립의 평균 입경이 40 ㎛ 로서, 지석 중의 붕소 화합물인 cBN 지립의 평균 입경 50 ㎛ 보다 10 % 이상 작은 것으로 하고 있다. 그 때문에, cBN 지립이 갖는 고체 윤활성에 의해, 피가공물 (W) 과 절삭 지석 (65) 의 접촉 부위에 발생하는 마찰열의 발생이 억제된 것으로 생각된다. 또, 절삭 지석 (65) 이 피가공물 (W) 에 절입되면, 평균 입경이 보다 큰 cBN 지립이 다이아몬드 지립에 선행하여 피가공물 (W) 에 접촉하기 때문에, 피가공물 (W) 과 절삭 지석 (65) 의 접촉 부위에 발생하는 마찰이 적어진 것으로 생각된다. 그 결과, 피가공물 (W) 과 절삭 지석 (65) 의 접촉 부위에 발생하는 마찰열이 줄어들어 절삭 지석 (65) 의 소모가 적어져, 절삭 지석 (65) 을 보다 장기간 사용할 수 있을 것으로 생각된다.
65 : 실시예 1 의 절삭 지석
650 : 장착공
6A : 스핀들 유닛
60 : 스핀들 하우징
61 : 스핀들
62 : 고정 플랜지
620 : 플랜지부
621 : 보스부
621a : 나사
63 : 너트
67 : 착탈 플랜지
67a : 계합공
68 : 고정 너트
1 : 절삭 장치
12 : 얼라인먼트 수단
120 : 촬상 수단
6 : 절삭 수단
69 : 절삭수 공급 노즐
3 : 유지 테이블
30 : 유지 지그
30a : 유지 지그의 유지면 (유지 테이블의 유지면)
300 : 릴리프 홈
32 : 지그 베이스
32a : 흡인관
W : 피가공물
Wa : 피가공물의 상면
Wc : 디바이스 영역
Wd : 전극부
S : 분할 예정 라인
D : 디바이스
B : 버
65a : 비교예 1 의 절삭 지석
65b : 비교예 2 의 절삭 지석
650 : 장착공
6A : 스핀들 유닛
60 : 스핀들 하우징
61 : 스핀들
62 : 고정 플랜지
620 : 플랜지부
621 : 보스부
621a : 나사
63 : 너트
67 : 착탈 플랜지
67a : 계합공
68 : 고정 너트
1 : 절삭 장치
12 : 얼라인먼트 수단
120 : 촬상 수단
6 : 절삭 수단
69 : 절삭수 공급 노즐
3 : 유지 테이블
30 : 유지 지그
30a : 유지 지그의 유지면 (유지 테이블의 유지면)
300 : 릴리프 홈
32 : 지그 베이스
32a : 흡인관
W : 피가공물
Wa : 피가공물의 상면
Wc : 디바이스 영역
Wd : 전극부
S : 분할 예정 라인
D : 디바이스
B : 버
65a : 비교예 1 의 절삭 지석
65b : 비교예 2 의 절삭 지석
Claims (3)
- 피가공물을 절삭하는 절삭 지석으로서,
다이아몬드 지립에 붕소 화합물 및 금속 붕화물을 첨가하고, 본드로 고정시키고,
상기 다이아몬드 지립은 상기 본드에 대하여 체적비로 10 ~ 20 % 혼입시키고, 상기 붕소 화합물은 cBN 이고 상기 본드에 대하여 체적비로 10 ~ 20 % 혼입시키고, 상기 금속 붕화물은 ZrB2 이고 상기 본드에 대하여 체적비로 25 ~ 35 % 혼입시키고, 상기 다이아몬드 지립의 입경은 상기 붕소 화합물의 입경보다 작은, 절삭 지석. - 제 1 항에 있어서,
상기 다이아몬드 지립의 입경은 상기 붕소 화합물의 입경보다 10 ~ 20 % 작은, 절삭 지석. - 삭제
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