KR102381100B1

KR102381100B1 - 붕소 화합물을 첨가한 절삭 지석

Info

Publication number: KR102381100B1
Application number: KR1020160086191A
Authority: KR
Inventors: 료고 마지; 류지 오시마; 요시키 이시아이
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2022-03-30
Also published as: JP2017024127A; CN106363544B; TWI680837B; CN106363544A; KR20170012027A; JP6549927B2; TW201722625A

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.

Description

붕소 화합물을 첨가한 절삭 지석{CUTTING GRINDSTONE WITH BORON COMPOUND ADDED}

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).

일본 공개특허공보 2012-056012호

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.

(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

Claims

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.
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