KR20120040107A - Cutting grindstone - Google Patents

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KR20120040107A
KR20120040107A KR1020110103144A KR20110103144A KR20120040107A KR 20120040107 A KR20120040107 A KR 20120040107A KR 1020110103144 A KR1020110103144 A KR 1020110103144A KR 20110103144 A KR20110103144 A KR 20110103144A KR 20120040107 A KR20120040107 A KR 20120040107A
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grindstone
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boron
bond
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KR1020110103144A
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료고 마지
류지 오시마
아키오 츠마가리
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

PURPOSE: A cutting grindstone is provided to moderate an impact force of hard brittle materials by a lubricating property and the heat resistance of diamond abrasive grains doped with boron. CONSTITUTION: A cutting grindstone(50) is composed of diamond abrasive grains doped with boron. The cutting grindstone is composed of a electro-formed grindstone and diamond abrasive grains doped with boron is fixed by a nickel plating so that the electro-formed grindstone. The cutting grindstone is composed of a sintered grindstone and diamond abrasive grains doped with boron are kneaded and sintered to one of a resin-bond, a vitrified-bond, and a metal-bond so that a sintered grindstone is formed.

Description

절삭 지석{CUTTING GRINDSTONE}Cutting grindstone {CUTTING GRINDSTONE}

본 발명은 경질 취성 재료를 절삭하기에 적합한 절삭 지석에 관한 것이다.The present invention relates to a cutting grindstone suitable for cutting hard brittle materials.

단파장의 청색이나 자외선을 발광하는 레이저 다이오드(LD)나 발광 다이오드(LED) 등의 발광 디바이스는, 예를 들어 사파이어 웨이퍼 상에 질화갈륨(GaN)의 에피택셜층을 성장시킴으로써 제조되고 있다. Light emitting devices such as laser diodes (LD) and light emitting diodes (LED) that emit short wavelength blue and ultraviolet rays are manufactured by, for example, growing epitaxial layers of gallium nitride (GaN) on sapphire wafers.

사파이어 웨이퍼는 모스 경도가 비교적 높아 절삭 블레이드에 의한 분할이 어렵기 때문에, 레이저 빔의 조사에 의해 개개의 발광 디바이스로 분할되고, 분할된 발광 디바이스는 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 널리 이용되고 있다. Since the sapphire wafer has a relatively high Mohs hardness and is difficult to be divided by the cutting blade, the sapphire wafer is divided into individual light emitting devices by irradiation of a laser beam, and the divided light emitting devices are widely used in electrical equipment such as mobile phones and personal computers. have.

레이저 빔을 이용하여 사파이어 웨이퍼를 개개의 발광 디바이스로 분할하는 방법으로서, 이하에 설명하는 제1 및 제2 가공 방법이 알려져 있다. 제1 가공 방법은, 사파이어 웨이퍼에 대하여 어블레이션(ablation) 가공을 실시하는 파장(예를 들어 355 nm)의 레이저 빔을 분할 예정 라인에 대응하는 영역에 조사하여 어블레이션 가공으로 분할 홈을 형성하고, 그 후 외력을 부여하여 사파이어 웨이퍼를 개개의 발광 디바이스로 분할하는 방법이다(예컨대, 일본 특허 공개 평10-305420호 공보 참조).As a method of dividing a sapphire wafer into individual light emitting devices using a laser beam, first and second processing methods described below are known. The first processing method irradiates a laser beam of a wavelength (for example, 355 nm) for performing ablation processing on a sapphire wafer to a region corresponding to a division scheduled line, thereby forming division grooves by ablation processing. Then, an external force is applied to divide the sapphire wafer into individual light emitting devices (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-305420).

제2 가공 방법은, 사파이어 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장(예를 들어 1064 nm)의 레이저 빔의 집광점을 분할 예정 라인에 대응하는 웨이퍼의 내부에 위치 결정하고, 레이저 빔을 분할 예정 라인을 따라 조사하여 웨이퍼 내부에 변질층을 형성하고, 그 후 외력을 부여하여 사파이어 웨이퍼를 개개의 발광 디바이스로 분할하는 방법이다(예컨대, 일본 특허 제3408805호 공보 참조). In the second processing method, a light converging point of a laser beam having a transmittance with respect to a sapphire wafer (for example, 1064 nm) is positioned inside the wafer corresponding to the dividing line, and the laser beam is along the dividing line. It is a method of irradiating, forming a deterioration layer inside a wafer, and then applying an external force and dividing a sapphire wafer into individual light emitting devices (for example, refer Unexamined-Japanese-Patent No. 3408805).

일본 특허 공개 평10-305420호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 10-305420 일본 특허 제3408805호 공보Japanese Patent No. 3408805

그러나, 전술한 제1 및 제2 가공 방법을 수행하는 레이저 가공 장치는 절삭 장치에 비해 매우 고가라서, 경비 압박의 문제가 있다. However, the laser processing apparatus which performs the above-mentioned 1st and 2nd processing methods is very expensive compared with a cutting apparatus, and there exists a problem of cost pressure.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적하는 바는 사파이어 웨이퍼와 같은 경질 취성 재료라 하더라도 이지러짐의 발생없이 절삭 가능한 절삭 지석을 제공하는 것이다. This invention is made | formed in view of this point, The objective is to provide the cutting grindstone which can be cut | disconnected, even if it is a hard brittle material like a sapphire wafer.

본 발명에 의하면, 피가공물을 절삭하는 절삭 지석으로서, 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 절삭 지석이 제공된다. According to this invention, the cutting grindstone which cuts a to-be-processed object is provided by the diamond abrasive grains doped with boron, The cutting grindstone characterized by the above-mentioned.

바람직하게는, 절삭 지석은 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 니켈 도금으로 고정한 전기 주조 지석으로 구성된다. 또는, 절삭 지석은 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 레진 본드, 비트리파이드 본드, 메탈 본드 중 어느 하나에 혼련하여 소결한 소결 지석으로 구성된다. Preferably, the cutting grindstone is composed of an electroforming grindstone in which diamond grains doped with boron are fixed by nickel plating. Alternatively, the cutting grindstone is composed of a sintered grindstone obtained by kneading and boring a diamond abrasive grain doped with boron with any one of a resin bond, a bitifier bond, and a metal bond.

본 발명은, 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립으로 절삭 지석을 구성하기 때문에, 사파이어 웨이퍼, 탄화실리콘 웨이퍼, 합성 석영판 등의 경질 취성 재료를 절삭할 경우, 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립의 윤활성과 내열성에 의해 충격력이 완화되고, 지립의 마모가 억제되어, 절삭 홈의 표면 및 이면에 이지러짐의 발생없이 양호하게 절삭할 수 있다. Since the present invention constitutes a cutting grindstone with diamond abrasive grains doped with boron, when cutting hard brittle materials such as sapphire wafers, silicon carbide wafers, and synthetic quartz plates, the lubricity and heat resistance of the diamond abrasive grains doped with boron may be reduced. Impact force is alleviated, abrasive wear is suppressed, and cutting can be performed satisfactorily without generation | occurrence | production of an unevenness on the surface and back surface of a cutting groove.

도 1은 본 발명의 절삭 지석을 채택할 수 있는 절삭 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 스핀들의 선단부와 스핀들에 고정되어야 할 블레이드 마운트와의 관계를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 스핀들의 선단에 고정된 블레이드 마운트와 블레이드 마운트에 장착되어야 할 허브 블레이드와의 관계를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 허브 블레이드가 스핀들에 장착된 상태의 사시도이다.
도 5는 스핀들에 고정된 블레이드 마운트와 블레이드 마운트에 장착되어야 할 링형 절삭 블레이드와의 관계를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 절삭 유닛의 사시도이다.
도 7의 (A)는 본 발명 제1 실시형태의 전기 주조 지석으로 절삭한 사파이어 웨이퍼의 현미경 사진, 도 7의 (B)는 종래의 전기 주조 지석으로 절삭한 사파이어 웨이퍼의 현미경 사진이다.
도 8의 (A)는 본 발명 제2 실시형태의 레진 본드 지석으로 절삭한 사파이어 웨이퍼의 현미경 사진, 도 8의 (B)는 종래의 레진 본드 지석으로 절삭한 사파이어 웨이퍼의 현미경 사진이다.1 is an external perspective view of a cutting device that can employ the cutting grindstone of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing the relationship between the tip of the spindle and the blade mount to be fixed to the spindle.
3 is an exploded perspective view showing the relationship between the blade mount fixed to the tip of the spindle and the hub blade to be mounted to the blade mount.
4 is a perspective view of the hub blade mounted on the spindle.
5 is an exploded perspective view showing the relationship between the blade mount fixed to the spindle and the ring-shaped cutting blade to be mounted to the blade mount.
6 is a perspective view of the cutting unit.
FIG. 7A is a micrograph of a sapphire wafer cut by the electroforming grindstone of the first embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a micrograph of a sapphire wafer cut by the conventional electroforming grindstone.
FIG. 8A is a micrograph of a sapphire wafer cut with the resin bond grindstone of the second embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a micrograph of a sapphire wafer cut with a conventional resin bond grindstone.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 절삭 지석을 장착해서 사파이어 웨이퍼를 다이싱하여 개개의 칩(발광 디바이스)으로 분할할 수 있는 절삭 장치(2)의 외관을 나타내고 있다. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Fig. 1 shows an appearance of a cutting device 2 in which a cutting grindstone of the present invention is mounted, and a sapphire wafer can be diced and divided into individual chips (light emitting devices).

절삭 장치(2)의 전면(前面)측에는, 오퍼레이터가 가공 조건 등의 장치에 대한 지시를 입력하기 위한 조작 수단(4)이 설치된다. 장치 상부에는, 오퍼레이터에 대한 안내 화면이나 후술하는 촬상 수단에 의해 촬상된 화상이 표시되는 CRT 등의 표시 수단(6)이 설치된다. On the front side of the cutting device 2, an operation means 4 is provided for the operator to input an instruction to the device such as machining conditions. In the upper part of the apparatus, display means 6 such as a CRT in which a guide screen for an operator and an image picked up by an imaging means described later are displayed.

다이싱 대상인 사파이어 웨이퍼의 표면에서는, 잘 알려진 바와 같이 복수의 분할 예정 라인이 격자형으로 형성되어 있고, 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 LED, LD 등의 발광 디바이스가 형성된다.On the surface of the sapphire wafer to be dicing, as is well known, a plurality of division scheduled lines are formed in a lattice shape, and light emitting devices such as LEDs and LDs are formed in a region partitioned by the division scheduled lines.

웨이퍼(W)는 점착 테이프인 다이싱 테이프(T)에 점착되고, 다이싱 테이프(T)의 외측 둘레 가장자리부는 환상 프레임(F)에 점착된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)는 다이싱 테이프(T)를 개재하여 프레임(F)에 지지된 상태가 되고, 도 1에 나타낸 웨이퍼 카세트(8) 내에 웨이퍼가 복수장(예를 들어 25장) 수용된다. 웨이퍼 카세트(8)는 상하 이동 가능한 카세트 엘리베이터(9) 상에 배치된다. The wafer W is adhered to the dicing tape T, which is an adhesive tape, and the outer peripheral edge portion of the dicing tape T is adhered to the annular frame F. As shown in FIG. Thereby, the wafer W is in the state supported by the frame F via the dicing tape T, and accommodates several sheets (for example, 25 sheets) in the wafer cassette 8 shown in FIG. do. The wafer cassette 8 is disposed on the cassette elevator 9 which is movable up and down.

웨이퍼 카세트(8)의 후방에는, 그 웨이퍼 카세트(8)로부터 절삭전의 웨이퍼(W)를 반출하고, 절삭후의 웨이퍼를 웨이퍼 카세트(8)에 반입하는 반출ㆍ반입 수단(10)이 설치된다. 웨이퍼 카세트(8)와 반출ㆍ반입 수단(10) 사이에는, 반츨ㆍ반입 대상인 웨이퍼가 일시적으로 배치되는 영역인 임시 배치 영역(12)이 마련되고, 임시 배치 영역(12)에는, 웨이퍼(W)를 일정한 위치에 위치 맞춤하는 위치 맞춤 수단(14)이 설치된다.At the rear of the wafer cassette 8, carrying-in / out means 10 for carrying out the wafer W before cutting from the wafer cassette 8 and carrying the wafer after cutting into the wafer cassette 8 is provided. Between the wafer cassette 8 and the carry-out / carry-in means 10, the temporary arrangement area | region 12 which is the area | region where the wafer to be carried and carried in is temporarily arrange | positioned is provided, and the wafer W is provided in the temporary arrangement area | region 12. Positioning means 14 for aligning the position at a constant position is provided.

임시 배치 영역(12)의 근방에는, 웨이퍼(W)와 일체가 된 프레임(F)을 흡착하여 반송하는 선회 아암을 갖는 반송 수단(16)이 설치되고, 임시 배치 영역(12)에 반출된 웨이퍼(W)는 반송 수단(16)에 의해 흡착되어 척테이블(18) 상에 반송되며, 이 척테이블(18)에 흡인되고 복수의 클램프(19)에 의해 프레임(F)이 클램핑됨으로써 척테이블(18) 상에 유지된다. In the vicinity of the temporary arrangement region 12, a conveying means 16 having a swinging arm for adsorbing and conveying the frame F integrated with the wafer W is provided, and the wafer carried out to the temporary arrangement region 12. (W) is sucked by the conveying means 16 and conveyed on the chuck table 18. The chuck table 18 is sucked by the chuck table 18 and the frame F is clamped by the plurality of clamps 19. 18) is held on.

척테이블(18)은 회전 가능하고 X축 방향으로 왕복 운동 가능하게 구성되고, 척테이블(18)의 X축 방향의 이동 경로의 위쪽에는, 절삭해야 할 웨이퍼(W)의 분할 예정 라인을 검출하는 얼라인먼트 수단(20)이 설치된다.The chuck table 18 is rotatable and configured to reciprocate in the X-axis direction, and above the movement path in the X-axis direction of the chuck table 18, which detects a division scheduled line of the wafer W to be cut. The alignment means 20 is provided.

얼라인먼트 수단(20)은 웨이퍼(W)의 표면을 촬상하는 촬상 수단(22)을 포함하며, 촬상에 의해 취득된 화상에 기초하여, 패턴 매칭 등의 처리에 의해 절삭해야 할 분할 예정 라인을 검출할 수 있다. 촬상 수단(22)에 의해 취득된 화상은 표시 수단(6)에 표시된다. The alignment means 20 includes an imaging means 22 for imaging the surface of the wafer W, and based on the image acquired by imaging, the division scheduled line to be cut by processing such as pattern matching is to be detected. Can be. The image acquired by the imaging means 22 is displayed on the display means 6.

얼라인먼트 수단(20)의 좌측에는, 척테이블(18)에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여 절삭 가공을 실시하는 절삭 유닛(24)이 설치된다. 절삭 유닛(24)은 얼라인먼트 수단(20)과 일체적으로 구성되고, 양자가 연동하여 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동한다.On the left side of the alignment means 20, a cutting unit 24 for cutting the wafer W held by the chuck table 18 is provided. The cutting unit 24 is comprised integrally with the alignment means 20, and both move in the Y-axis direction and Z-axis direction by interlocking.

절삭 유닛(24)은 회전 가능한 스핀들(26)의 선단에 절삭 블레이드(28)가 장착되어 구성되고, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 절삭 블레이드(28)는 촬상 수단(22)의 X축 방향의 연장선 상에 위치한다.The cutting unit 24 is configured by attaching a cutting blade 28 to the tip of the rotatable spindle 26, and is capable of moving in the Y-axis direction and the Z-axis direction. The cutting blade 28 is located on the extension line of the imaging means 22 in the X-axis direction.

도 2를 참조하면, 스핀들과, 스핀들에 장착되는 블레이드 마운트와의 관계를 나타내는 분해 사시도가 도시되어 있다. 스핀들 유닛(30)의 스핀들 하우징(32) 내에는, 도시하지 않은 서보 모터에 의해 회전 구동하는 스핀들(26)이 회전 가능하게 수용된다. 스핀들(26)은 테이퍼부(26a) 및 선단 소직경부(26b)를 갖고 있고, 선단 소직경부(26b)에는 수나사(34)가 형성된다.2, there is shown an exploded perspective view showing the relationship between the spindle and the blade mount mounted to the spindle. In the spindle housing 32 of the spindle unit 30, a spindle 26 that is rotationally driven by a servo motor (not shown) is rotatably received. The spindle 26 has a tapered portion 26a and a tip small diameter portion 26b, and a male screw 34 is formed on the tip small diameter portion 26b.

도면 부호 36은 보스부(볼록부; 38)와, 보스부(38)와 일체적으로 형성된 고정 플랜지(40)로 구성되는 블레이드 마운트이며, 보스부(38)에는 수나사(42)가 형성된다. 또한, 블레이드 마운트(36)는 장착 구멍(43)을 갖고 있다. Reference numeral 36 denotes a blade mount composed of a boss portion (convex portion) 38 and a fixing flange 40 integrally formed with the boss portion 38, and the boss portion 38 has a male screw 42 formed thereon. In addition, the blade mount 36 has a mounting hole 43.

블레이드 마운트(36)는 장착 구멍(43)을 스핀들(26)의 선단 소직경부(26b) 및 테이퍼부(26a)에 삽입하고, 너트(44)를 수나사(34)에 나사 결합하여 체결함으로써, 도 3에 나타낸 바와 같이 스핀들(26)의 선단부에 부착된다. The blade mount 36 inserts the mounting hole 43 into the tip small diameter part 26b and the taper part 26a of the spindle 26, and screwes and fastens the nut 44 to the male screw 34, and FIG. As shown in FIG. 3, it is attached to the distal end of the spindle 26.

도 3은 블레이드 마운트(36)가 고정된 스핀들(26)과, 절삭 블레이드(28)의 장착 관계를 나타내는 분해 사시도이다. 절삭 블레이드(28)는 허브 블레이드라고 불리며, 원형 허브(48)를 갖는 원형 베이스(46)의 외측 둘레에, 니켈 모재 중에 붕소(B)를 도핑한 다이아몬드 지립이 분산된 절삭 지석(절삭 날; 50)이 전착되어 구성된다.3 is an exploded perspective view showing the mounting relationship between the spindle 26 to which the blade mount 36 is fixed and the cutting blade 28. The cutting blade 28 is called a hub blade, and a cutting grindstone (cutting blade) in which diamond abrasive grains doped with boron (B) in a nickel base material are dispersed around an outer circumference of a circular base 46 having a circular hub 48. ) Is electrodeposited.

붕소를 도핑한 다이아몬드 지립은, 예컨대 일본 특허 공표 제2006-502955호에 개시되어 있는 분말 셀 방법에 의해 제조된다. 이 분말 셀 방법에서는, 그래파이트와, 촉매 또는 용매 금속과, 임의의 다이아몬드 종결정과, 붕소원으로 충분히 고밀도인 혼합물을 형성한다. 이 혼합물을 다이아몬드를 제조하기에 충분히 고온 고압인 분위기 속에서 정해진 시간 동안 유지하고, 다이아몬드 구조 내의 탄소 원자를 붕소로 치환하여 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 제조할 수 있다.Boron-doped diamond abrasive grains are produced, for example, by the powder cell method disclosed in Japanese Patent Publication No. 2006-502955. In this powder cell method, a sufficiently high density mixture of graphite, a catalyst or a solvent metal, arbitrary diamond seed crystals, and a boron source is formed. The mixture can be maintained in a high temperature and high pressure atmosphere for producing diamond for a predetermined time, and boron-doped diamond abrasive grains can be prepared by substituting boron for carbon atoms in the diamond structure.

절삭 블레이드(28)의 장착 구멍(52)을 블레이드 마운트(36)의 보스부(38)에 삽입하고, 고정 너트(54)를 보스부(38)의 수나사(42)에 나사 결합하여 체결함으로써, 도 4에 나타낸 바와 같이 절삭 블레이드(28)가 스핀들(26)에 부착된다. By inserting the mounting hole 52 of the cutting blade 28 into the boss portion 38 of the blade mount 36, and screwing the fixing nut 54 to the male screw 42 of the boss portion 38, As shown in FIG. 4, a cutting blade 28 is attached to the spindle 26.

도 5를 참조하면, 링형 또는 와셔형의 절삭 블레이드(56)를 스핀들(26)에 장착하는 양태를 나타내는 분해 사시도가 도시되어 있다. 절삭 블레이드(56)는 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 레진 본드에 혼련하여 소결한 소결 지석으로 구성된다.Referring to Fig. 5, an exploded perspective view showing an aspect of mounting a ring or washer-shaped cutting blade 56 to the spindle 26 is shown. The cutting blade 56 is composed of a sintered grindstone sintered by kneading boron-doped diamond abrasive grains with a resin bond.

레진 본드는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 등으로 구성된다. 본 실시형태에서는, 레진 본드로서 페놀 수지를 사용하고, 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 페놀 수지에 혼련하여 와셔 블레이드 형상으로 성형하고, 소결 온도 180℃?200℃에서 7 내지 8시간 소결하여 전체가 소결 지석으로 이루어진 절삭 블레이드(56)를 제조했다. Resin bonds are composed of phenol resins, epoxy resins, polyimide resins, and the like. In this embodiment, a phenol resin is used as a resin bond, the diamond abrasive grains doped with boron are kneaded with a phenol resin and molded into a washer blade shape, sintered at a sintering temperature of 180 ° C to 200 ° C for 7 to 8 hours, and the whole is sintered. The cutting blade 56 which consists of grindstone was manufactured.

소결 지석은 레진 본드 소결 지석에 한정되지 않고, 메탈 본드 소결 지석 또는 비트리파이드 본드 소결 지석을 채택할 수도 있다. 메탈 본드 소결 지석은, 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 메탈 본드에 혼련하여 와셔 블레이드 형상으로 성형하고, 소결 온도 600℃?700℃에서 약 1시간 소결하여 형성된다. 여기서, 메탈 본드로는, 구리와 주석 합금인 브론즈를 주성분으로 하고, 코발트, 니켈 등을 미량 혼입한 것을 채택하는 것이 바람직하다. The sintered grindstone is not limited to a resin bond sintered grindstone, but a metal bond sintered grindstone or bite bonded bond sintered grindstone may be adopted. The metal bond sintered grindstone is formed by kneading boron-doped diamond grains into a metal bond to form a washer blade shape and sintering at a sintering temperature of 600 ° C. to 700 ° C. for about 1 hour. Here, as a metal bond, it is preferable to employ | adopt the thing which made copper and tin alloy bronze the main component, and mixed a trace amount of cobalt, nickel, etc. in it.

비트리파이드 본드 소결 지석은, 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 비트리파이드 본드 중에 혼련하여 와셔 블레이드 형상으로 성형하고, 소결 온도 700℃?800℃에서 약 1시간 소결하여 형성된다. 여기서, 비트리파이드 본드로는, 이산화규소(SiO2)를 주성분으로 하고, 장석 등을 약간 혼입한 것을 채택하는 것이 바람직하다. The non-bonded sintered grindstone is formed by kneading boron-doped diamond grains in a non-bonded bond to form a washer blade shape and sintering at a sintering temperature of 700 ° C. to 800 ° C. for about 1 hour. Here, it is preferable that the bitless bond adopts silicon dioxide (SiO 2 ) as a main component and slightly mixed feldspar and the like.

블레이드 마운트(36)의 보스부(38)에 절삭 블레이드(56)를 삽입하고, 또한 착탈 플랜지(58)를 보스부(38)에 삽입해서, 고정 너트(54)를 수나사(42)에 나사 결합하여 체결함으로써, 절삭 블레이드(56)는 고정 플랜지(40)와 착탈 플랜지(58) 양측 사이에 끼워져 스핀들(26)에 부착된다. The cutting blade 56 is inserted into the boss portion 38 of the blade mount 36, and the removable flange 58 is inserted into the boss portion 38, and the fixing nut 54 is screwed into the male screw 42. In this way, the cutting blade 56 is sandwiched between both sides of the fixed flange 40 and the removable flange 58 and attached to the spindle 26.

도 6을 참조하면, 절삭 블레이드로서 제1 실시형태의 허브 블레이드(28)를 채택한 절삭 유닛(24)의 확대 사시도가 도시되어 있다. 도면 부호 60은 절삭 블레이드(28)를 덮는 블레이드 커버이며, 이 블레이드 커버(60)에는 절삭 블레이드(28)의 측면을 따라서 신장되는 도시하지 않은 절삭수(水) 노즐이 부착된다. 절삭수가 파이프(72)를 통해 도시하지 않은 절삭수 노즐에 공급된다.Referring to FIG. 6, an enlarged perspective view of a cutting unit 24 employing the hub blade 28 of the first embodiment as a cutting blade is shown. Reference numeral 60 denotes a blade cover covering the cutting blade 28, and the blade cover 60 is attached with a cutting water nozzle (not shown) extending along the side of the cutting blade 28. Cutting water is supplied to the cutting water nozzle (not shown) through the pipe 72.

도면 부호 62는 착탈 커버이며, 나사(64)에 의해 블레이드 커버(60)에 부착된다. 착탈 커버(62)는 블레이드 커버(60)에 부착되었을 때, 절삭 블레이드(28)의 측면을 따라서 신장되는 절삭수 노즐(70)을 갖는다. 절삭수는 파이프(74)를 통해 절삭수 노즐(70)에 공급된다. Reference numeral 62 denotes a detachable cover, and is attached to the blade cover 60 by screws 64. The detachable cover 62 has a cutting water nozzle 70 which extends along the side of the cutting blade 28 when attached to the blade cover 60. The cutting water is supplied to the cutting water nozzle 70 through the pipe 74.

도면 부호 66은 블레이드 검출 블록이며, 나사(68)에 의해 블레이드 커버(60)에 부착된다. 블레이드 검출 블록(66)에는 발광부 및 수광부를 포함하는 도시하지 않은 블레이드 센서가 부착되어 있고, 이 블레이드 센서에 의해 절삭 블레이드(28)의 절삭 지석(50)의 상태를 검출한다. Reference numeral 66 denotes a blade detection block, which is attached to the blade cover 60 by screws 68. A blade sensor (not shown) including a light emitting portion and a light receiving portion is attached to the blade detecting block 66, and the blade sensor detects a state of the cutting grindstone 50 of the cutting blade 28.

블레이드 센서에 의해 절삭 지석(50)의 결함 등을 검출한 경우에는, 절삭 블레이드(28)를 새로운 절삭 블레이드로 교환한다. 도면 부호 76은 블레이드 센서의 위치를 조정하기 위한 조정 나사이다. When a defect of the cutting grindstone 50 is detected by the blade sensor, the cutting blade 28 is replaced with a new cutting blade. Reference numeral 76 denotes an adjusting screw for adjusting the position of the blade sensor.

실시예 1Example 1

붕소를 도핑한 평균 입자 직경 5 ㎛의 다이아몬드 지립을 혼입한 니켈 도금액을 만들었다. 이 니켈 도금액 속에서 도 3에 나타낸 바와 같은 허브 블레이드의 외측 둘레를 전기 주조하여, 평균 입자 직경 5 ㎛의 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 체적비로 15?20% 함유한 두께 30 ㎛의 전기 주조 지석을 제조했다.A nickel plating solution containing diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 mu m doped with boron was prepared. In this nickel plating solution, an outer circumference of the hub blade as shown in Fig. 3 was electroformed, and an electroforming grindstone having a thickness of 30 µm containing 15 to 20% by volume of diamond grains doped with boron having an average particle diameter of 5 µm was used. Manufactured.

이 전기 주조 지석을 갖는 허브 블레이드(28)를 스핀들(26)에 장착하고, 스핀들 회전수 10000 rpm, 절입 깊이 30 ㎛, 이동 속도 10 mm/초로 두께 100 ㎛의 사파이어 웨이퍼를 절삭했다. The hub blade 28 having this electroforming grindstone was attached to the spindle 26, and the sapphire wafer having a thickness of 100 m was cut at a spindle rotational speed of 10000 rpm, a cutting depth of 30 m, and a moving speed of 10 mm / sec.

절삭후의 2개의 절삭 홈이 형성된 사파이어 웨이퍼를 표면측에서 본 상태의 현미경 사진이 도 7의 (A)에 나타나 있다. 배율은 200배이다. 이 도면에서 분명한 바와 같이, 절삭 홈의 양측에 이지러짐은 거의 발생하지 않았다. The micrograph of the state which saw the sapphire wafer in which the two cutting grooves after cutting were formed from the surface side is shown to FIG. 7 (A). The magnification is 200 times. As evident in this figure, distortion was hardly generated on both sides of the cutting groove.

또, 전기 주조 지석의 마모량은 2.5 ㎛/(1 m당)이며, 마모량이 종래의 전기 주조 지석에 비해 1/2로 저감된 것이 판명되었다. 또한, 이 전기 주조 지석을 갖는 허브 블레이드(28)에서는, 절삭 개시로부터 약 15초만에 부하 전류치가 안정되었다. Moreover, the wear amount of the electroforming grindstone was 2.5 micrometer / (per 1m), and it turned out that the wear amount was reduced to 1/2 compared with the conventional electroforming grindstone. In addition, in the hub blade 28 having the electroforming grindstone, the load current value was stabilized in about 15 seconds from the start of cutting.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

평균 입자 직경 5 ㎛의 다이아몬드 지립을 혼입하여 니켈 도금액을 만들었다. 이 니켈 도금액 속에서 허브 블레이드의 외측 둘레를 전기 주조하여, 평균 입자 직경 5 ㎛의 다이아몬드 지립을 체적비로 15?20% 함유한 두께 30 ㎛의 전기 주조 지석을 갖는 허브 블레이드(28)를 제조했다. A nickel plating solution was prepared by incorporating diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 mu m. In the nickel plating solution, the outer circumference of the hub blade was electroformed to produce a hub blade 28 having an electroforming grindstone having a thickness of 30 µm containing 15 to 20% by volume of diamond grains having an average particle diameter of 5 µm.

이 허브 블레이드를 스핀들(26)의 선단에 장착하여, 실시예 1과 동일한 조건으로 사파이어 웨이퍼를 절삭했다. 절삭후의 2개의 절삭 홈이 형성된 사파이어 웨이퍼를 표면측에서 본 상태의 현미경 사진이 도 7의 (B)에 나타나 있다. 배율은 200배이다. This hub blade was attached to the tip of the spindle 26 to cut the sapphire wafer under the same conditions as in the first embodiment. The micrograph of the state which saw the sapphire wafer in which the two cutting grooves after cutting were formed from the surface side is shown to FIG. 7 (B). The magnification is 200 times.

이 도면에서 분명한 바와 같이, 절삭 홈의 양측에 비교적 큰 이지러짐이 많이 발생하여, 이 전기 주조 지석을 외측 둘레에 갖는 절삭 블레이드는 사파이어 웨이퍼의 절삭에 적합하지 않은 것이 판명되었다. As is clear from this figure, a relatively large amount of distortion occurs on both sides of the cutting groove, and it has been found that a cutting blade having this electroforming grindstone around the outside is not suitable for cutting sapphire wafers.

이 전기 주조 지석의 마모량은 5.5 ㎛/(1 m당)이며, 실시예 1의 전기 주조 지석의 마모에 비해 약 2배의 속도로 마모되는 것이 판명되었다. 또, 이 종래의 전기 주조 지석에 의한 절삭에서는, 부하 전류치가 좀처럼 안정되지 않고, 안정될 때까지 장시간을 요했다. The wear amount of this electroforming grindstone was 5.5 micrometer / (per 1m), and it turned out that it wears at about twice the speed compared with the wear of the electroforming grindstone of Example 1. Moreover, in the cutting by this conventional electroforming grindstone, load current value was hardly stabilized and it took a long time until it stabilized.

실시예 2Example 2

페놀 수지를 포함하는 레진 본드에, 평균 입자 직경 5 ㎛의 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립(체적비 10?20%)과 필러로서 평균 입자 직경 1 ㎛의 SiC 입자(체적비 35?25%)를 혼입하여 와셔 형상으로 성형했다. 이 성형체를 180℃의 소결 온도에서 약 8시간 소결하여 두께 200 ㎛의 와셔형 레진 본드 지석을 제조했다. Into a resin bond containing a phenol resin, was mixed with diamond abrasive grains (volume ratio 10-20%) doped with boron having an average particle diameter of 5 mu m and SiC particles having a mean particle diameter of 1 mu m (volume ratio 35-25%) as a filler. Molded into shape. This molded object was sintered at a sintering temperature of 180 ° C. for about 8 hours to prepare a washer-type resin bond grindstone having a thickness of 200 μm.

이 레진 본드 지석을 스핀들에 장착하여, 스핀들 회전수 20000 rpm, 절입 깊이 1080 ㎛, 이동 속도 15 mm/초로 두께 1000 ㎛의 합성 석영 기판을 절삭했다. 절삭후의 합성 석영 기판을 이면에서 촬영한 상태의 현미경 사진이 도 8의 (A)에 나타나 있다. 배율은 200배이다. 도 8의 (A)에 나타내는 이면측뿐만 아니라 표면측에도 이지러짐이 거의 발생하지 않은 것이 확인되었다. This resin bond grindstone was attached to the spindle, and the synthetic quartz substrate of 1000 micrometers in thickness was cut at the spindle speed of 20000 rpm, the cutting depth of 1080 micrometers, and the moving speed of 15 mm / sec. The micrograph of the state which image | photographed the synthetic quartz substrate after cutting from the back surface is shown to FIG. 8 (A). The magnification is 200 times. It was confirmed that distortion was hardly generated not only on the back side but also on the front side shown in Fig. 8A.

이 레진 본드 지석의 마모량은 3 ㎛/(1 m당)이며, 종래의 레진 본드 지석에 비해 마모량이 약 1/2로 저감된 것이 판명되었다. 또, 이 레진 본드 지석을 갖는 절삭 블레이드에 의하면, 절삭 개시로부터 약 10초만에 부하 전류치가 안정되었다. The wear amount of this resin bond grindstone was 3 micrometers / (per 1m), and it turned out that the wear amount was reduced by about 1/2 compared with the conventional resin bond grindstone. Moreover, according to the cutting blade which has this resin bond grindstone, the load current value was stabilized only about 10 second from the beginning of cutting.

실시예 3Example 3

브론즈를 주성분으로 하고, 코발트 및 니켈을 약간 혼입한 메탈 본드에, 평균 입자 직경 5 ㎛의 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립(체적비 10?20%)과 필러로서 평균 입자 직경 1 ㎛의 SiC 입자(체적비 35?25%)를 혼입하여 와셔 형상으로 성형했다.Diamond grains (volume ratio of 10-20%) doped with boron having an average particle diameter of 5 µm and metal particles mainly containing bronze and slightly mixed with cobalt and nickel, and SiC particles having an average particle diameter of 1 µm (volume ratio 35) ? 25%) was mixed to form a washer shape.

이 성형체를 700℃의 소결 온도에서 약 1시간 소결하여 두께 200 ㎛의 와셔 형상의 메탈 본드 지석을 제조했다. 이 메탈 본드 지석을 스핀들에 장착하여, 실시예 2와 동일한 조건으로 합성 석영 기판을 절삭한 결과, 합성 석영 기판의 표면측 및 이면측에 이지러짐이 거의 발생하지 않은 것을 확인했다.This molded object was sintered at a sintering temperature of 700 ° C. for about 1 hour to prepare a washer-shaped metal bond grindstone having a thickness of 200 μm. When this metal-bonded grindstone was attached to the spindle and the synthetic quartz substrate was cut under the same conditions as in Example 2, it was confirmed that distortion was hardly generated on the front and back sides of the synthetic quartz substrate.

이 메탈 본드 지석의 마모량은 2.5 ㎛/(1 m당)이며, 종래의 메탈 본드 지석에 비해 마모량이 약 1/2로 저감된 것이 판명되었다. 또, 이 메탈 본드 지석을 갖는 절삭 블레이드에 의하면, 절삭 개시로부터 약 10초만에 부하 전류치가 안정되었다.The wear amount of this metal bond grindstone was 2.5 micrometer / (per 1m), and it turned out that the wear amount was reduced to about 1/2 compared with the conventional metal bond grindstone. Moreover, according to the cutting blade which has this metal bond grindstone, the load current value was stabilized only about 10 second from the start of cutting.

실시예 4Example 4

이산화규소를 주성분으로 하고, 장석을 약간 혼입한 비트리파이드 본드에, 평균 입자 직경 5 ㎛의 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립(체적비 10?20%)과 필러로서 평균 입자 직경 1 ㎛의 SiC 입자(체적비 35?25%)를 혼입하여 와셔 형상으로 성형했다. Diamond abrasive grains (volume ratio 10-20%) doped with boron with an average particle diameter of 5 µm and non-crystalline SiC particles having an average particle diameter of 1 µm (volume ratio) 35-25%) was mixed and molded into a washer shape.

이 성형체를 700℃의 소결 온도에서 약 1시간 소결하여 두께 200 ㎛의 와셔 형상의 비트리파이드 본드 지석을 제조했다. 이 비트리파이드 본드 지석을 스핀들에 장착하여, 실시예 2와 동일한 조건으로 합성 석영 기판을 절삭한 결과, 합성 석영 기판의 표면측 및 이면측에 이지러짐이 거의 발생하지 않은 것을 확인했다. The molded body was sintered at a sintering temperature of 700 ° C. for about 1 hour to prepare a washer-shaped bit-refined bonded grindstone having a thickness of 200 μm. As a result of attaching the non-refined bonded grindstone to the spindle and cutting the synthetic quartz substrate under the same conditions as in Example 2, it was confirmed that distortion was hardly generated on the front and back sides of the synthetic quartz substrate.

이 비트리파이드 본드 지석의 마모량은 3 ㎛/(1 m당)이며, 종래의 비트리파이드 본드 지석에 비해 마모량이 약 1/2로 저감된 것이 판명되었다. 또, 이 비트리파이드 본드 지석을 갖는 절삭 블레이드에 의하면, 절삭 개시로부터 약 10초만에 부하 전류치가 안정되었다. The wear amount of this non-bonded grinding wheel was 3 micrometers / (per 1m), and it turned out that the wear amount was reduced to about 1/2 compared with the conventional non-bonded grinding wheel. In addition, according to the cutting blade having the non-refined bond grindstone, the load current value was stabilized within about 10 seconds from the start of cutting.

(비교예 2) (Comparative Example 2)

페놀 수지로 형성된 레진 본드에. 평균 입자 직경 5 ㎛의 다이아몬드 지립(체적비 10?20%)과 필러로서 평균 입자 직경 1 ㎛의 SiC 입자(체적비 35?25%)를 혼입하여 와셔 형상으로 성형했다. To resin bonds formed with phenolic resins. Diamond abrasive grains with an average particle diameter of 5 mu m (volume ratio of 10 to 20%) and SiC particles (volume ratio of 35 to 25%) having an average particle diameter of 1 mu m were mixed as a filler and molded into a washer shape.

이 성형체를 180℃의 소결 온도에서 약 8시간 소결하여 두께 200 ㎛의 레진 본드 지석을 제조했다. 이 레진 본드 지석을 스핀들에 장착하여, 실시예 2와 동일한 조건으로 합성 석영 기판을 절삭했다. This molded object was sintered at a sintering temperature of 180 ° C. for about 8 hours to prepare a resin bond grindstone having a thickness of 200 μm. This resin bond grindstone was mounted on the spindle, and the synthetic quartz substrate was cut under the same conditions as in Example 2.

절삭후의 합성 석영 기판의 이면측의 현미경 사시도가 도 8의 (B)에 나타나 있다. 배율은 100배이다. 이 도면에서 분명한 바와 같이, 합성 석영 기판의 이면측에 비교적 큰 이지러짐이 많이 발생하여, 종래의 레진 본드 지석이 합성 석영 기판의 절삭에 적합하지 않은 것이 판명되었다. The microscope perspective view of the back surface side of the synthetic quartz substrate after cutting is shown in FIG. The magnification is 100 times. As is clear from this figure, a large amount of relatively large distortion occurs on the back side of the synthetic quartz substrate, and it has been found that conventional resin bond grindstones are not suitable for cutting synthetic quartz substrates.

종래의 레진 본드 지석의 마모량은 6.5 ㎛/(1 m당)이며, 실시예 2의 레진 본드 지석에 비해 그 마모가 약 2배의 속도로 진행되는 것이 확인되었다. 또, 이 레진 본드 지석을 갖는 절삭 블레이드에 의하면, 절삭 개시로부터 부하 전류치가 좀처럼 안정되지 않고, 안정될 때까지 장시간을 요했다.The wear amount of the conventional resin bond grindstone was 6.5 micrometer / (per 1m), and it was confirmed that the wear progresses at the speed of about 2 times compared with the resin bond grindstone of Example 2. Moreover, according to the cutting blade which has this resin bond grindstone, load current value was hardly stabilized from the start of cutting, but it took a long time until it stabilized.

2 : 절삭 장치 18 : 척테이블
24 : 절삭 유닛 26 : 스핀들
28 : 절삭 블레이드 50 : 절삭 지석
56 : 절삭 블레이드2: cutting device 18: chuck table
24: cutting unit 26: spindle
28: cutting blade 50: cutting grindstone
56: cutting blade

Claims (3)

피가공물을 절삭하는 절삭 지석에 있어서,
붕소를 도핑한 다이아몬드 지립에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 절삭 지석.In the cutting grindstone for cutting the work piece,
A cutting grindstone characterized by being composed of diamond abrasive grains doped with boron. 제1항에 있어서, 상기 절삭 지석은 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 니켈 도금으로 고정한 전기 주조 지석으로 구성되는 것인 절삭 지석.The cutting grindstone according to claim 1, wherein the cutting grindstone is composed of an electroforming grindstone in which a diamond grain doped with boron is fixed by nickel plating. 제1항에 있어서, 상기 절삭 지석은 붕소를 도핑한 다이아몬드 지립을 레진 본드, 비트리파이드 본드, 메탈 본드 중 어느 하나에 혼련하여 소결한 소결 지석으로 구성되는 것인 절삭 지석. The cutting grindstone according to claim 1, wherein the cutting grindstone is composed of a sintered grindstone obtained by kneading and boring boron-doped diamond grains with any one of a resin bond, a bittric bond bond, and a metal bond.
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