KR102605418B1

KR102605418B1 - 전착 지석

Info

Publication number: KR102605418B1
Application number: KR1020190012006A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 야마모토; 다케시 하야시
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2023-11-22
Also published as: CN110193790B; CN110193790A; JP7098231B2; TW201936330A; KR20190102994A; JP2019147221A; TWI781293B

Abstract

(과제) 가공 불량의 발생을 억제하는 것이 가능한 전착 지석을 제공한다.
(해결 수단) 니켈을 포함하는 도금층으로 지립을 고정시킨 지석부를 구비하고, 지석부에는 탤크가 함유되어 있다. 또, 지석부에는, 지석부의 2.0 체적％ 이상 15.0 체적％ 이하의 탤크가 함유되어 있어도 된다. 또, 지석부에 함유되어 있는 탤크의 평균 입경은, 0.6 ㎛ 이상 10.0 ㎛ 이하여도 된다. 또, 전착 지석은, 원환상의 지석부에 의해서만 구성되어 있어도 된다. 또, 전착 지석은, 파지부를 갖는 원환상의 기대와, 기대의 외연부에 형성된 지석부에 의해 구성되어 있어도 된다.

Description

전착 지석{ELECTRODEPOSITED GRINDSTONE}

본 발명은, 도금층으로 지립을 고정시킨 지석부를 구비하는 전착 지석에 관한 것이다.

절삭 장치는, 다양한 피가공물의 절삭 가공에 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼를 복수의 디바이스칩으로 분할할 때의 절삭 가공은 절삭 장치를 사용하여 실시된다. 또, LED (Light Emitting Diode) 패키지에는, 유리 섬유에 에폭시 수지를 함침시켜 형성한 유리 에폭시 기판 등이 사용되고 있고, 이 유리 에폭시 기판을 분할하여 디바이스 패키지를 얻을 때에도 절삭 장치에 의한 절삭 가공이 실시된다.

절삭 가공은, 절삭 장치에 구비된 스핀들의 선단부에 장착되는 원환상의 지석 (절삭 블레이드) 을 사용하여 실시된다. 이 지석은, 예를 들어, 다이아몬드 등으로 이루어지는 지립을 니켈 등을 포함하는 도금층으로 고정시킴으로써 형성된다. 특허문헌 1 에는, 다이아몬드 등의 지립이 혼입된 황산니켈 등의 전해액에 전착용의 기반을 침지하고, 그 기반에 지립을 포함하는 도금층을 성장시켜 원환상의 지석을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

절삭 장치의 스핀들을 회전시켜, 원환상의 지석을 회전시키면서 피가공물에 절입시키면, 지석의 도금층으로부터 노출된 지립이 피가공물과 접촉하여 피가공물이 절삭된다. 그리고, 절삭 가공을 계속하면 도금층이 마모되어 노출되어 있던 지립이 탈락하고, 새로운 지립이 도금층으로부터 노출된다. 이 작용은 자생발인 (自生發刃) 이라고 불리고 있으며, 자생발인에 의해 지석의 절삭 기능이 유지된다.

일본 공개특허공보 2000-87282호

니켈을 포함하는 도금층으로 지립을 고정시킨 지석에서는, 지립이 비교적 강하게 도금층에 고정된다. 그 때문에, 피가공물을 절삭해도 지립이 도금층으로부터 잘 탈락되지 않아, 자생발인이 잘 발생하지 않는다. 자생발인이 적절히 발생하지 않으면, 예를 들어 노출된 지립 사이에 절삭 부스러기가 축적되어 절삭 저항이 증대되거나 (눈막힘), 노출된 지립이 마모에 의해 평활화되어 지석의 절삭성이 저하되는 (눈무딤) 등의 현상이 발생한다. 이와 같은 상태의 지석으로 절삭 가공을 실시하면, 피가공물에 칩핑이라고 불리는 결손이 형성되는 등의 가공 불량이 발생한다.

또, 특히 유리, 세라믹스, 유리 에폭시 수지나, 수지와 전극의 복합 재료 등의, 난삭재라고 불리는 절삭 가공이 곤란한 재료의 절삭 가공에서는, 자생발인이 잘 발생하지 않는다. 그 때문에, 니켈을 포함하는 도금층으로 지립을 고정시킨 지석을 사용하면, 원래 절삭하기 어려운 난삭재의 절삭 가공이 더욱더 곤란해진다는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 가공 불량의 발생을 억제하는 것이 가능한 전착 지석을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 니켈을 포함하는 도금층으로 지립을 고정시킨 지석부를 구비하고, 그 지석부에는 탤크가 함유되어 있는 전착 지석이 제공된다.

또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 그 지석부에는, 그 지석부의 2.0 체적％ 이상 15.0 체적％ 이하의 탤크가 함유되어 있어도 된다. 또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 그 지석부에 함유되어 있는 탤크의 평균 입경은, 0.6 ㎛ 이상 10.0 ㎛ 이하여도 된다.

또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 그 전착 지석은, 원환상의 그 지석부에 의해서만 구성되어 있어도 된다. 또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 그 전착 지석은, 파지부를 갖는 원환상의 기대와, 그 기대의 외연부에 형성된 그 지석부에 의해 구성되어 있어도 된다.

본 발명의 일 양태에 관련된 전착 지석은, 니켈보다 경도가 낮고 윤활성을 갖는 재료인 탤크가 함유된 지석부를 구비한다. 이 전착 지석을 사용하여 절삭 가공을 실시함으로써, 전착 지석의 자생발인이 촉진됨과 함께 전착 지석과 피가공물 사이의 마찰이 저감되어, 가공 불량의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

도 1(A) 는 지석부로 이루어지는 전착 지석의 구성예를 나타내는 사시도이고, 도 1(B) 는 기대 및 지석부를 구비하는 전착 지석의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 와셔 타입의 전착 지석의 제조에 사용되는 제조 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3(A) 는, 기대의 표면에 지석부가 형성된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 3(B) 는 지석부가 기대로부터 박리되는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 허브 타입의 전착 지석의 제조에 사용되는 제조 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5(A) 는 기대의 표면에 지석부가 형성된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 5(B) 는 기대에 덮인 지석부의 일부를 노출시킨 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 전착 지석의 지석부에 함유된 탤크의 양과 최대 칩핑 사이즈의 비율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7 은, 전착 지석의 지석부에 함유된 탤크의 양과 전착 지석의 탄성률의 비율의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 본 실시형태는, 전착에 의해 형성된 지석 (전착 지석) 에 관한 것이다. 도 1(A) 및 도 1(B) 에, 본 실시형태에서 사용하는 것이 가능한 전착 지석의 구성예를 나타낸다.

도 1(A) 는, 지석부 (3) 로 이루어지는 전착 지석 (1) 의 구성예를 나타내는 사시도이다. 전착 지석 (1) 은, 중앙부에 관통공 (3a) 을 갖는 원환상의 지석부 (3) 에 의해서만 구성되고, 그 전체가 전착에 의해 형성된 절삭날로 되어 있다. 지석부 (3) 는, 예를 들어 니켈을 포함하는 도금층으로 다이아몬드 등의 지립을 고정시킴으로써 형성된다. 원환상의 지석부 (3) 에 의해 구성되는 전착 지석 (1) 은, 와셔 타입이라고 불린다.

도 1(B) 는, 기대 (7) 및 지석부 (9) 를 구비하는 전착 지석 (5) 의 구성예를 나타내는 사시도이다. 전착 지석 (5) 은, 중앙부에 관통공 (7a) 을 갖는 원환상의 기대 (7) 와, 기대 (7) 의 외연부에 전착에 의해 형성된 지석부 (9) 에 의해 구성되어 있다. 지석부 (9) 는, 예를 들어 니켈을 포함하는 도금층으로 다이아몬드 등의 지립을 고정시킴으로써 형성된다. 기대 (7) 의 외연부에 지석부 (9) 를 전착한 전착 지석 (5) 은, 허브 타입이라고 불린다.

또, 기대 (7) 는 폭방향으로 돌출된 원환상의 파지부 (7b) 를 그 중앙부에 갖는다. 절삭 장치를 사용하여 절삭 가공을 실시할 때, 절삭 장치의 사용자 (오퍼레이터) 는 파지부 (7b) 를 쥐고 전착 지석 (5) 을 절삭 장치에 장착할 수 있다.

전착 지석 (1, 5) 은, 절삭 장치에 구비된 스핀들의 선단부에 장착된다. 이 상태로 스핀들을 회전시키면, 전착 지석 (1, 5) 은 스핀들의 축심을 회전축으로 하여 회전한다. 그리고, 전착 지석 (1, 5) 을 회전시킨 상태로 피가공물에 절입시킴으로써, 피가공물의 절삭 가공이 실시된다.

또한, 전착 지석 (1, 5) 을 사용하여 절삭되는 피가공물의 재료에 제한은 없다. 예를 들어, 실리콘이나 SiC 등의 반도체 재료, 유리, 세라믹스, 유리 에폭시 수지나, 수지와 전극의 복합 재료 등, 여러 가지 재료의 절삭 가공에 사용할 수 있다.

피가공물의 절삭은, 지석부 (3, 9) 의 도금층으로부터 노출된 지립이 피가공물에 접촉함으로써 실시된다. 그리고, 절삭 가공을 계속하면 도금층이 마모되어 노출되어 있던 지립이 탈락하고, 새로운 지립이 도금층으로부터 노출된다. 이 작용은 자생발인이라고 불리고 있으며, 자생발인에 의해 지석의 절삭 기능이 유지된다.

그러나, 니켈을 포함하는 도금층으로 지립을 고정시킨 지석부 (3, 9) 에서는, 지립이 비교적 강하게 도금층에 고정된다. 그 때문에, 피가공물을 절삭해도 지립이 도금층으로부터 잘 탈락되지 않아, 자생발인이 잘 발생하지 않는다. 특히, 유리, 세라믹스, 유리 에폭시 수지나, 수지와 전극의 복합 재료 등, 절삭 가공이 곤란한 재료 (난삭재) 를 절삭하는 경우, 자생발인은 잘 발생하지 않게 된다. 이와 같은 상태의 지석부 (3, 9) 에 의해 절삭 가공을 실시하면, 피가공물에 칩핑이라고 불리는 결손이 형성되는 등의 가공 불량이 발생한다.

그래서, 본 실시형태에서는, 전착 지석 (1) 의 지석부 (3), 전착 지석 (5) 의 지석부 (9) 에 탤크 (함수 규산마그네슘 (Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂)) 를 함유시킨다. 탤크는 니켈보다 경도가 낮아 (모스 경도 1), 지석부 (3, 9) 에 탤크를 함유시키면 도금층이 취약화되어 마모되기 쉬워지고, 자생발인이 촉진되는 것을 기대할 수 있다. 자생발인을 적절히 발생시킴으로써 전착 지석 (1, 5) 의 절삭 기능을 유지하고, 절삭 가공시의 가공 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 탤크는 윤활성을 갖는 재료이기 때문에, 지석부 (3, 9) 에 탤크를 함유시키면 절삭 가공시에 전착 지석 (1, 5) 과 피가공물 사이의 마찰이 저감되는 것을 기대할 수 있다. 이 마찰의 저감에 의해, 절삭 가공시에 피가공물의 결손 (칩핑) 등의 절삭 불량의 발생이 억제된다.

지석부 (3, 9) 에 함유되는 탤크의 양은, 도금층의 재료, 지립의 재료 및 입경, 피가공물의 재료 등에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 가공 불량을 저감시키고, 또한 전착 지석 (1, 5) 의 강도가 일정 이상으로 유지되는 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 지석부 (3, 9) 에 대한 탤크의 함유량이, 2.0 체적％ 이상 15.0 체적％ 이하, 바람직하게는 2.2 체적％ 이상 15.0 체적％ 이하, 보다 바람직하게는 2.2 체적％ 이상 6.2 체적％ 이하가 되도록, 지석부 (3, 9) 에 탤크를 함유시킬 수 있다. 이 탤크의 함유량은, 예를 들어 아르키메데스법에 의해 측정할 수 있다.

또, 탤크의 입경도 탤크의 함유량과 동일하게 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 레이저 회절법으로 측정했을 때의 평균 입경이 0.6 ㎛ 이상 10.0 ㎛ 이하인 탤크를 사용할 수 있다.

이상과 같이, 니켈을 포함하는 도금층으로 지립을 고정시킨 지석부 (3, 9) 에 탤크를 함유시킴으로써, 절삭 가공시의 가공 불량을 억제할 수 있다.

다음으로, 지석부에 탤크가 함유된 전착 지석의 제조 방법의 예에 대해 설명한다. 도 1(A) 에 나타내는 전착 지석 (1), 도 1(B) 에 나타내는 전착 지석 (5) 은 각각, 전해 도금 등을 사용하여 제조할 수 있다.

도 2 는, 와셔 타입의 전착 지석 (1) 의 제조에 사용되는 제조 장치 (2) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 전착 지석 (1) 을 제조할 때에는 먼저, 다이아몬드 등의 지립이 혼입된 니켈 도금액 (16) 이 수용된 도금욕조 (4) 를 준비한다. 니켈 도금액 (16) 의 재료는 임의로 선택할 수 있고, 예를 들어, 황산니켈이나 질산니켈 등의 니켈을 포함하는 전해액을 사용할 수 있다.

또, 니켈 도금액 (16) 에는 전착 지석 (1) 의 지석부 (3) 에 함유시키는 탤크가 첨가된다. 구체적으로는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 탤크와 계면 활성제를 혼합하여 생성한 혼합액 (18) 이 니켈 도금액 (16) 에 첨가된다. 이 계면 활성제는, 탤크를 니켈 도금액 (16) 중에 분산시키는 기능을 갖는다. 또한, 계면 활성제의 재료는 임의로 선택할 수 있다. 니켈 도금액 (16) 에 혼합액 (18) 을 첨가하면, 니켈 도금액 (16) 중에 탤크가 대체로 균등하게 분산된다.

다음으로, 스테인리스나 알루미늄 등의 금속 재료로 형성된 원반상의 기대 (20) 와 니켈 전극 (6) 을, 도금욕조 (4) 내의 니켈 도금액 (16) 에 침지한다. 기대 (20) 의 표면에는, 원하는 지석부 (3) 의 형상에 대응한 마스크 (22) 가 형성되어 있다. 예를 들어, 도 1(A) 에 나타내는 바와 같은 원환상의 지석부 (3) 를 형성하는 경우에는, 상면에서 보아 원환상의 개구부를 갖는 마스크 (22) 가 형성된다.

또, 기대 (20) 는 스위치 (8) 를 통하여 직류 전원 (10) 의 마이너스 단자 (부극) 에 접속되고, 니켈 전극 (6) 은 직류 전원 (10) 의 플러스 단자 (정극) 에 접속된다. 또한, 스위치 (8) 는 니켈 전극 (6) 과 직류 전원 (10) 사이에 배치되어도 된다.

다음으로, 모터 등의 회전 구동원 (12) 에 의해 팬 (14) 을 회전시켜 니켈 도금액 (16) 을 교반하면서, 기대 (20) 와 직류 전원 (10) 사이에 배치된 스위치 (8) 를 단락시킨다. 이로써, 기대 (20) 를 음극, 니켈 전극 (6) 을 양극으로 하여 니켈 도금액 (16) 에 직류 전류가 흐르고, 기대 (20) 의 표면의 마스크 (22) 로 덮여 있지 않은 영역에 니켈을 포함하는 도금층이 전착되어, 탤크 및 지립을 포함하는 지석부 (3) 가 형성된다.

도 3(A) 는, 기대 (20) 의 표면에 지석부 (3) 가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다. 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 기대 (20) 의 표면의 마스크 (22) 로 덮여 있지 않은 영역에는, 니켈을 포함하는 도금층 중에 탤크 및 지립이 대체로 균등하게 분산된 원환상의 지석부 (3) 가 형성된다.

그 후, 기대 (20) 의 표면에 형성된 지석부 (3) 를 기대 (20) 로부터 박리한다. 도 3(B) 는, 지석부 (3) 가 기대 (20) 로부터 박리되는 모습을 나타내는 단면도이다. 이로써, 지석부 (3) 가 기대 (20) 로부터 분리되어, 지석부 (3) 로 구성되는 와셔 타입의 전착 지석 (1) 이 얻어진다.

또한, 도 1(B) 에 나타내는 전착 지석 (5) 도 전착 지석 (1) 과 동일한 방법으로 제조할 수 있다. 도 4 는, 허브 타입의 전착 지석 (5) 의 제조에 사용되는 제조 장치 (24) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 이하에서 설명하는 구성 이외에 대해서는, 제조 장치 (2) (도 2) 의 설명을 참작할 수 있다.

먼저, 전착 지석 (1) 의 제조 방법과 동일하게, 다이아몬드 등의 지립이 혼입된 니켈 도금액 (16) 이 수용된 도금욕조 (4) 를 준비한다. 그리고, 탤크와 계면 활성제를 혼합하여 생성된 혼합액 (18) 을 니켈 도금액 (16) 에 첨가한다. 니켈 도금액 (16) 및 혼합액 (18) 에 사용할 수 있는 재료는, 전착 지석 (1) 의 제조 방법과 동일하므로 설명을 생략한다.

다음으로, 스테인리스나 알루미늄 등의 금속 재료로 형성된 기대 (26) 와 니켈 전극 (6) 을, 도금욕조 (4) 내의 니켈 도금액 (16) 에 침지한다. 또한, 기대 (26) 는 이후의 공정을 거쳐 전착 지석 (5) 의 지석부 (9) 를 지지하는 기대 (7) (도 1(B) 참조) 가 되므로, 기대 (26) 의 형상은 기대 (7) 에 대응한 형상으로 한다.

구체적으로는, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 기대 (26) 는 전착 지석 (5) 의 기대 (7) 의 형상에 대응하여 원환상으로 형성되어 있고, 그 중심부에는 관통공 (26a) 이 형성되어 있다. 이 관통공은, 기대 (7) 의 중앙부에 형성되는 관통공 (7a) (도 1(B) 참조) 에 상당한다.

기대 (26) 의 표면에는, 원하는 지석부 (9) 의 형상에 대응한 마스크 (28) 가 형성되어 있다. 예를 들어, 도 1(B) 에 나타내는 바와 같이 기대 (7) 의 외연부를 따라 원환상의 지석부 (9) 를 형성하는 경우에는, 상면에서 보아 기대 (26) 의 외연부를 따라 형성된 원환상의 개구부를 갖는 마스크 (28) 가 형성된다. 그리고, 전착 지석 (1) 의 제조 방법과 동일하게 하여, 기대 (26) 의 표면의 마스크 (28) 로 덮여 있지 않은 영역에 니켈을 포함하는 도금층이 전착되어, 탤크 및 지립을 포함하는 지석부 (9) 가 형성된다.

그 후, 마스크 (28) 를 기대 (26) 로부터 제거한다. 이로써, 표면에 지석부 (9) 가 형성된 기대 (26) 가 얻어진다. 도 5(A) 는, 기대 (26) 의 표면에 지석부 (9) 가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.

그리고, 기대 (26) 의 외연부를 에칭함으로써, 기대 (26) 에 덮인 지석부 (9) 의 일부를 노출시킨다. 이로써, 도 5(B) 에 나타내는 바와 같이 기대 (7) 의 외연부에 지석부 (9) 가 형성된 허브 타입의 전착 지석 (5) 이 얻어진다. 또, 상기의 에칭에 의해 파지부 (7b) 의 형상을 조정해도 된다.

이상의 제조 방법을 사용함으로써, 탤크가 함유된 지석부 (3, 9) 를 구비한 전착 지석 (1, 5) 을 제조할 수 있다.

다음으로, 탤크가 함유된 지석부를 구비하는 전착 지석의 평가 결과에 대해 설명한다. 여기서는, 지석부에 함유된 탤크의 양이 상이한 복수의 전착 지석으로 각각 피가공물을 절삭하고, 절삭에 의해 피가공물에 발생한 결손 (칩핑) 의 사이즈를 측정함으로써 가공의 정밀도를 평가하였다. 또, 지석부에 함유된 탤크의 양이 상이한 복수의 전착 지석의 탄성률을 측정하고, 이 탄성률로부터 전착 지석의 강도를 평가하였다.

평가에는, 상기 서술한 제조 방법에 따라 제조한, 지석부에 탤크가 함유된 와셔 타입 (도 1(A) 참조) 의 전착 지석을 사용하였다. 전착 지석의 외경은 53.4 ㎜, 내경은 40 ㎜, 두께는 0.10 ㎜ 이고, 지립에는 체로 분급되었을 때의 평균 입경이 9 ㎛ 인 다이아몬드립을 사용하였다. 또한, 지립의 집중도는 50 (12.5 체적％) 이었다.

또, 탤크의 함유량에 의한 영향을 평가하기 위해, 지석부에 포함되는 탤크의 양이 상이한 7 종류의 전착 지석을 제작하였다. 전착 지석의 제작에는, 레이저 회절법으로 측정했을 때의 평균 입경이 0.8 ㎛ 인 탤크를 사용하였다. 제작된 7 종류의 전착 지석의 지석부에 함유된 탤크의 양을 아르키메데스법을 사용하여 측정한 결과, 7 종류의 지석부에는 각각, 지석부에 대하여 0.0 체적％ (탤크를 첨가하지 않은 전착 지석), 1.0 체적％, 2.2 체적％, 6.2 체적％, 11.4 체적％, 15.0 체적％, 17.5 체적％ 의 탤크가 함유되어 있었다.

다음으로, 7 종류의 전착 지석을 각각 정형하고, 날세우기 및 진원 형성을 실시하였다. 그 후, 피가공물을 절삭 장치의 척 테이블에 의해 흡인 유지하고, 전착 지석에 절삭수 (수온 20 ℃ 의 순수) 를 공급하면서 전착 지석을 피가공물에 절입시켜 그 피가공물을 절삭하는 가공을, 7 종류의 전착 지석 각각에 대해 실시하였다.

피가공물에는, 길이 100 ㎜, 폭 100 ㎜, 두께 0.4 ㎜ 의 붕규산 유리를 사용하였다. 그리고, 전착 지석을 30000 회전/min 의 속도로 회전시켜, 전착 지석을 그 하단이 피가공물의 하단보다 하측에 위치하도록 배치하고, 피가공물의 길이 방향과 대체로 평행한 방향을 따라 피가공물과 전착 지석을 5 ㎜/s 의 속도로 상대적으로 이동시킴으로써 피가공물을 절삭하였다. 이 절삭 가공을 피가공물의 폭방향으로 5.0 ㎜ 간격으로 19 회 실시함으로써, 피가공물을 20 개의 소편 (小片) 으로 분할하였다.

그 후, 척 테이블을 수평 방향으로 90°회전시키고, 동일한 조건으로 피가공물을 그 폭방향과 대체로 평행한 방향을 따라 절삭함으로써, 각 소편을 추가로 20 분할하였다. 이와 같이 하여, 피가공물을 400 개의 칩으로 분할하였다.

그 후, 얻어진 400 개의 칩으로부터 5 개의 칩을 선택하고, 5 개의 칩 각각에 대해, 절삭 가공에 의해 절삭면에 발생한 칩핑의, 피가공물의 두께 방향과 수직인 방향에 있어서의 길이를 측정하였다. 그리고, 칩핑의 최대의 길이를 칩핑 사이즈로 하여, 5 개의 칩의 칩핑 사이즈의 평균값 (평균 칩핑 사이즈) 을 산출하였다.

상기의 평균 칩핑 사이즈의 산출을, 탤크의 함유량이 상이한 7 종류의 전착 지석을 사용하여 얻은 칩 각각에 대해 실시하였다. 도 6 은, 전착 지석의 지석부에 함유된 탤크의 양과 평균 칩핑 사이즈의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 6 에서는, 탤크가 함유되어 있지 않은 전착 지석 (탤크의 함유량이 0.0 체적％ 인 전착 지석) 을 사용하여 얻은 칩의 평균 칩핑 사이즈를 기준 (100 ％) 으로 하여, 다른 전착 지석을 사용하여 얻은 칩의 평균 칩핑 사이즈의 비율을 나타내고 있다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 탤크의 함유량이 2.2 체적％ 이상이 되면 평균 칩핑 사이즈가 대폭 저감되어 있다. 이것은, 탤크의 함유량이 2.2 체적％ 이상이 되면, 지석부에 포함되는 도금층이 탤크에 의해 취약화되어 자생발인이 적절히 발생함과 함께, 탤크의 윤활성에 의해 전착 지석과 피가공물 사이의 마찰이 저감되어, 가공의 정밀도가 향상되었기 때문인 것으로 추찰된다. 따라서, 전착 지석의 지석부에 함유되는 탤크의 양은, 특히 2.2 체적％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또, 탤크의 함유량이 상이한 7 종류의 전착 지석의 강도를 평가하기 위해, 각 전착 지석의 탄성률을 측정하였다. 탄성률은, 절삭 가공 후의 전착 지석의 선단부에 소정의 하중을 부하하여 얻은 응력 - 변형 곡선으로부터 산출하였다. 그리고, 탄성률이 높은 전착 지석일수록 잘 변형되지 않아 강도가 높다고 하고, 전착 지석의 강도를 평가하였다.

도 7 은, 전착 지석의 지석부에 함유된 탤크의 양과 전착 지석의 탄성률의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 7 에서는, 탤크가 함유되어 있지 않은 전착 지석 (탤크의 함유량이 0.0 체적％ 인 전착 지석) 의 탄성률을 기준 (100 ％) 으로 하여, 다른 전착 지석의 탄성률의 비율을 나타내고 있다.

도 7 로부터, 탤크의 함유량이 1.0 체적％ 이상 6.2 체적％ 이하인 전착 지석의 탄성률은, 탤크가 함유되어 있지 않은 전착 지석의 탄성률보다 높아, 강도가 향상되어 있다. 이와 같이 탤크를 소량 첨가했을 때에 전착 지석의 탄성률이 상승하는 이유는 반드시 분명하지는 않지만, 탤크의 첨가량이 소량인 경우, 탤크의 입자가 도금층의 내부에 균등하게 분산되어, 도금층의 전이를 억제하기 때문인 것으로 추찰된다.

탤크의 함유량이 1.0 체적％ 로부터 증가하면, 탄성률은 서서히 저하된다. 이것은, 탤크의 함유량의 증가에 의해 지석부에 포함되는 도금층이 취약화된 것에서 기인하는 것으로 추찰된다. 그러나, 어느 전착 지석에서도 절삭 가공시에 전착 지석이 변형되어 사행 (蛇行) 하는 모습은 관찰되지 않아, 각 전착 지석은 피가공물의 절삭에 필요한 강도를 구비하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

단, 탤크의 함유량이 17.5 체적％ 에 도달하면 탄성률의 비율이 30 ％ 정도가 되어, 탄성률이 급격히 저하되어 있는 것을 알 수 있다. 이 전착 지석에서는, 특히 난삭재 등의 가공이 곤란해지는 경우가 있다. 그 때문에, 전착 지석의 강도를 크게 저하시키지 않고 평균 칩핑 사이즈를 저감하기 위해서는, 특히 탤크의 함유량을 2.2 체적％ 이상 15.0 체적％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, 특히 탤크의 함유량이 6.2 체적％ 이하인 전착 지석은, 탤크가 함유되어 있지 않은 전착 지석과 비교하여 탄성률이 높아, 전착 지석의 강도가 향상되어 있다. 그 때문에, 탤크의 함유량을 2.2 체적％ 이상 6.2 체적％ 이하로 하면, 전착 지석의 강도를 향상시키면서 칩핑의 발생을 억제할 수 있다.

이상의 평가 결과로부터, 지석부에 탤크를 함유시킨 전착 지석을 사용함으로써, 절삭 가공시의 칩핑을 저감하고, 정밀도가 높은 절삭 가공을 실시하는 것이 가능해진다.

그 밖에, 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

1 : 전착 지석
3 : 지석부
3a : 관통공
5 : 전착 지석
7 : 기대
7a : 관통공
7b : 파지부
9 : 지석부
2 : 제조 장치
4 : 도금욕조
6 : 니켈 전극
8 : 스위치
10 : 직류 전원
12 : 회전 구동원
14 : 팬
16 : 니켈 도금액
18 : 혼합액
20 : 기대
22 : 마스크
24 : 제조 장치
26 : 기대
28 : 마스크

Claims

니켈을 포함하는 도금층으로 지립을 고정시킨 지석부를 구비하고,
그 지석부에는, 그 지석부의 2.2 체적％ 이상 15.0 체적％ 이하의 탤크가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전착 지석.
제 1 항에 있어서,
그 지석부에는, 그 지석부의 2.2 체적％ 이상 6.2 체적％ 이하의 탤크가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전착 지석.
제 1 항에 있어서,
그 지석부에 함유되어 있는 탤크의 평균 입경은, 0.6 ㎛ 이상 10.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전착 지석.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
그 전착 지석은, 원환상의 그 지석부에 의해서만 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전착 지석.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
그 전착 지석은, 파지부를 갖는 원환상의 기대와, 그 기대의 외연부에 형성된 그 지석부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전착 지석.