【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
［産業上の利用分野］
本考案は、切断研削に用いられる薄刃砥石に係
り、特にシリコンウエーハの切断やフエライトヘ
ツドの溝切り等に用いることができるものに関す
る。
［従来の技術］
シリコンウエーハ等の極めて薄いものを切断研
削する場合に用いられる厚さ数十ないし数百μｍ
の薄刃砥石は、第３図に示されるように、砥石軸
１に嵌着可能に形成された２枚の取り付け用フラ
ンジ２にリング状砥石３を挾み、ナツト４で締め
付け固定して使用される。この場合、従来の薄刃
砥石は、その軸方向の厚さが全面にわたつて均一
に形成されており、これをその対抗面が平行に形
成された２枚のフランジ２に挾んで固定してい
る。
従つて、前記フランジ２の対抗面が完全に平行
であれば固定も完全に行なわれ、切断時に刃先が
回転ぶれや回転むら等を起こすことなく、精度の
良い切断がなされる。
［考案が解決しようとする問題点］
ところが、前記フランジ２の加工精度は一般に
数μｍ程度であり、これ以下にすることは事実上
極めて困難である。
このため、前記フランジ２の平行度も数μｍな
いし十数μｍ以上の誤差を生ずる。
この誤差が第４図に示されるように、前記フラ
ンジ２の外周に向つて広がるテーパ状部５を形成
するように生じた場合には以下の不都合が起こ
る。
即ち、図に示されるように、砥石３の内周部は
前記２枚のフランジ２によつて固定されるが、外
周部に向かうにしたがつてフランジ２との間にガ
タが生じ、前記フランジ２の外周端近傍ではこの
ガタが数μｍないし十数μｍとなる。
このため、前記フランジ２の外周端近傍では砥
石３は全く固定されず、フリーになる。
これにより、砥石３を回転させると、図の矢印
ｐで示されるように刃先が図中上下に大きくふ
れ、回転ぶれを起こす。
従つて、このような砥石で切断もしくは溝切り
加工を行なつても精度の良い加工を行うことがで
きないばかりでなく、カーフ幅やチツピングを増
大させることとなる。
本考案の目的は、このような欠点のない薄刃砥
石を得ることにある。
［問題点を解決するための手段及び作用］
本考案は、リング状砥石における軸方向の厚さ
を半径方向外周に向つて厚くなるようにテーパ状
に形成した構成により、取り付け用フランジの加
工誤差如何にかかわらず常に前記フランジの少な
くても外端部で前記砥石が把持されるようにした
もので、これにより、回転ぶれ等の生ずるおそれ
を除去している。
［実施例］
第１図は本考案の実施例に係る薄刃砥石の縦断
面図である。
第１図において、砥石１０は、その軸方向の厚
さが数十ないし数百μｍの薄いリング状をなして
おり、その外周部が刃先１１を構成している。
又、前記砥石１０の軸方向の厚さは内周部１２
から前記刃先１１に向うに従つて次第に厚くなつ
ており、テーパ状部１３を形成している。
この、テーパ状部１３は、前記砥石１０の外周
部における軸方向の厚さをＴとし、内周部の厚さ
をT′とするとともに、それらの差をΔTとしたと
きに、ΔT＝Ｔ−T′＝３〜15μｍになるように、
内周部に向かうにしたがつて薄く形成されてい
る。
この場合、一般に、Ｔ＝30〜300μｍであるが、
ΔT／To≦１／５を満足する範囲でΔTを選定す
る必要がある。
ここで、Toは前記砥石１０の平均厚さであり、
前記の場合は、To＝Ｔ＋T′／２である。
次に、上述の砥石１０の製造方法を電鋳法によ
るダイヤモンド砥石の場合を例にあげて説明す
る。
まず、ニツケル等の結合剤の成分となる金属を
含むめつき液にダイヤモンド砥粒を分散させ、台
がねにリング状をなすように数十ないし数百μｍ
の厚さに共析めつきを施す。
次に、このようにして得られた電鋳層を台がね
から剥離し、然る後に、該電鋳層の剥離面にエツ
チング処理を施して剥離面側のダイヤモンド砥粒
の突き出しを良くすると同時に、めつき成長面側
と剥離面側との対称性を良くし、前記リング状の
内周部が外周部よりも数μｍないし十数μｍ薄い
テーパ状に形成して砥石１０を得る。
上述の実施例にあつては、以下の利点がある。
即ち、第２図に示されるように、フランジ１４
の加工誤差によつて砥石１０の把持部が内周部に
向かうにしたがつて狭くなるようにテーパ状部１
５を形成している場合であつても、前記砥石１０
がテーパ状部１３を有しているために前記フラン
ジ１４の少なくても外周部近傍ではガタを生ずる
ことがない。
このため、前記砥石１０は前記フランジ１４の
外周部近傍で該フランジ１４にしつかりと把持さ
れ、回転中にフラついて回転ブレを起こすことが
ない。
この場合、前記砥石１０の内周部の厚さT′と
外周部の厚さＴとの差ΔTが３〜15μｍの範囲で
かつ砥石１０の平均厚さToの1/5以下に選定され
ていることが重要である。
即ち、ΔTが3μｍ以下では効果が薄く、15μｍ
以上では砥石１０の内周部近傍でのガタが大きく
なり過ぎて把持力が弱くなる。
又、ΔT／To＞１／５とすると、前記砥石１０
自体の厚さに比して該砥石１０と前記フランジ１
４との接触面積が少なくなりすぎて却つて不安定
となる。
尚、前記フランジ１４の加工誤差が前記と逆に
フランジ１４の内周部に向かうにしたがつて前記
砥石１０の把持部が広がるように現れた場合であ
つても、ΔTを前記範囲に選定しておくことによ
り、内周部でのガタが大きくなり過ぎることがな
く、砥石１０はフランジ１４によつてしつかりと
把持される。
このように、本実施例によれば、前記フランジ
１４の加工誤差如何に拘わらず常に砥石１０がフ
ランジ１４にしつかりと把持されるから、砥石１
０の刃先１１が回転ブレを起こす等のおそれがな
い。
これにより、本実施例の砥石を用いれば、カー
フ幅が小さく、かつ、チツピングの極めて少ない
切断加工ができる。
［実験例］
次に、実験例を挙げて本考案の効果を実証す
る。
前述の方法を用い、実験例の電鋳薄刃砥石を３
種類製造し、また同様な方法で比較例の電鋳薄刃
砥石を３種類製造した。
これらの砥石のサイズは、いずれも外径76.2、
内径40.0に統一した、また使用した超砥粒は、
しずれもダイヤモンド砥粒である。
次いで、これら実験例１〜３並びに比較例１〜
３の砥石により、それぞれ以下の研削条件におい
て研削を行なつた。
研削条件１：実験例１及び比較例１
被削材；シリコンウエハー
回転数；20，000rpm
送り速度；100mm／sec
切り込み；0.2mm
研削液；水道水
研削条件２：実験例２，３および比較例２，３
被削材；ソーダガラス
送り速度；50mm／min
切り込み；２mm
研削液；JIS W3種 ２％水溶液
次ぎの第１表および第２表は、各砥石の形状、
研削結果を示すものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a thin-blade grindstone used for cutting and grinding, and particularly to one that can be used for cutting silicon wafers, grooving ferrite heads, etc. [Prior art] Used for cutting and grinding extremely thin objects such as silicon wafers with a thickness of several tens to hundreds of μm.
As shown in FIG. 3, this thin-blade grindstone is used by sandwiching a ring-shaped grindstone 3 between two mounting flanges 2 that are formed to be fitable on a grindstone shaft 1, and fixing the ring-shaped grindstone 3 with a nut 4. Ru. In this case, the conventional thin-edged whetstone has a uniform thickness in the axial direction over its entire surface, and is fixed between two flanges 2 whose opposing surfaces are parallel. . Therefore, if the facing surfaces of the flange 2 are completely parallel, the fixation is completed perfectly, and the cutting edge can be cut with high precision without causing rotational wobbling or rotational unevenness during cutting. [Problems to be Solved by the Invention] However, the processing accuracy of the flange 2 is generally on the order of several μm, and it is actually extremely difficult to reduce the processing accuracy to less than this. For this reason, the parallelism of the flange 2 also causes an error of several μm to more than 10-odd μm. If this error occurs so as to form a tapered portion 5 that widens toward the outer periphery of the flange 2, as shown in FIG. 4, the following disadvantages will occur. That is, as shown in the figure, the inner periphery of the grinding wheel 3 is fixed by the two flanges 2, but as you move toward the outer periphery, play occurs between the flange 2 and the flange 2. In the vicinity of the outer peripheral end of No. 2, this backlash is several μm to more than ten μm. Therefore, the grindstone 3 is not fixed at all in the vicinity of the outer peripheral end of the flange 2 and becomes free. As a result, when the grindstone 3 is rotated, the cutting edge swings significantly up and down in the figure, as shown by the arrow p in the figure, causing rotational wobbling. Therefore, even if cutting or grooving is performed using such a grindstone, it is not only impossible to perform accurate processing, but also the kerf width and chipping are increased. The purpose of the present invention is to obtain a thin-edged whetstone that does not have such drawbacks. [Means and effects for solving the problem] The present invention has a structure in which the thickness of the ring-shaped grindstone in the axial direction is tapered so that it becomes thicker toward the outer circumference in the radial direction, thereby reducing the machining error of the mounting flange. Regardless of the situation, the grindstone is always gripped by at least the outer end of the flange, thereby eliminating the possibility of rotational wobbling or the like. [Example] FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a thin-edged grindstone according to an example of the present invention. In FIG. 1, a grinding wheel 10 has a thin ring shape with an axial thickness of several tens to several hundreds of micrometers, and its outer peripheral portion constitutes a cutting edge 11. Further, the thickness of the grinding wheel 10 in the axial direction is equal to the inner peripheral portion 12.
It gradually becomes thicker from the tip toward the cutting edge 11, forming a tapered portion 13. This tapered portion 13 has an axial thickness T at the outer circumference of the grinding wheel 10, T' the thickness at the inner circumference, and ΔT the difference between them, ΔT=T -T′ = 3 to 15 μm,
It becomes thinner toward the inner circumference. In this case, generally T = 30 to 300 μm,
It is necessary to select ΔT within a range that satisfies ΔT/To≦1/5. Here, To is the average thickness of the grindstone 10,
In the above case, To=T+T'/2. Next, a method for manufacturing the above-mentioned grindstone 10 will be explained using an example of a diamond grindstone produced by electroforming. First, diamond abrasive grains are dispersed in a plating solution containing a metal, which is a component of the binder such as nickel, and are spread on the table in a ring shape of several tens to hundreds of μm.
Apply eutectoid plating to the thickness. Next, the electroformed layer thus obtained is peeled off from the table, and then the peeled surface of the electroformed layer is etched to improve the protrusion of the diamond abrasive grains on the peeled side. At the same time, the symmetry between the plating growth surface side and the peeling surface side is improved, and the ring-shaped inner peripheral portion is formed into a tapered shape that is thinner by several μm to more than ten μm than the outer peripheral portion, thereby obtaining the whetstone 10. The above embodiment has the following advantages. That is, as shown in FIG.
The tapered portion 1 is formed such that the gripping portion of the grindstone 10 becomes narrower toward the inner circumference due to processing errors.
5, the whetstone 10
Since the flange 14 has the tapered portion 13, no looseness occurs at least in the vicinity of the outer peripheral portion of the flange 14. Therefore, the grindstone 10 is tightly gripped by the flange 14 near the outer circumference of the flange 14, and does not wobble during rotation, thereby preventing rotational wobbling. In this case, the difference ΔT between the thickness T' of the inner peripheral part and the thickness T of the outer peripheral part of the grinding wheel 10 is selected to be in the range of 3 to 15 μm and 1/5 or less of the average thickness To of the grinding wheel 10. It is important to be present. In other words, the effect is weak when ΔT is 3 μm or less, and 15 μm
In this case, the play in the vicinity of the inner circumference of the grindstone 10 becomes too large, and the gripping force becomes weak. Further, if ΔT/To>1/5, the grinding wheel 10
The grinding wheel 10 and the flange 1 are relatively thick compared to their own thickness.
The contact area with 4 becomes too small, making it rather unstable. Furthermore, even if the machining error of the flange 14 appears in such a way that the gripping portion of the grindstone 10 widens as it goes toward the inner circumference of the flange 14, ΔT should be selected within the above range. By doing so, the play at the inner circumferential portion does not become too large, and the grindstone 10 is firmly gripped by the flange 14. In this way, according to this embodiment, the grindstone 10 is always firmly gripped by the flange 14 regardless of the machining error of the flange 14.
There is no risk that the cutting edge 11 of the blade 0 will cause rotational wobbling. As a result, if the grindstone of this embodiment is used, cutting can be performed with a small kerf width and extremely little chipping. [Experimental Example] Next, an experimental example will be given to demonstrate the effects of the present invention. Using the method described above, the electroformed thin blade grindstone of the experimental example was
Three types of comparative electroformed thin-blade grindstones were also manufactured in the same manner. The sizes of these whetstones are 76.2 in outer diameter,
The inner diameter was standardized to 40.0, and the superabrasive grains used were
Shizure is also diamond abrasive grain. Next, these Experimental Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3
Grinding was performed using No. 3 grindstones under the following grinding conditions. Grinding conditions 1: Experimental example 1 and comparative example 1 Work material: Silicon wafer Rotation speed: 20,000 rpm Feed speed: 100 mm/sec Depth of cut: 0.2 mm Grinding fluid: Tap water Grinding condition 2: Experimental examples 2, 3 and comparative example 2,3 Work material: Soda glass Feed rate: 50mm/min Depth of cut: 2mm Grinding fluid: JIS W3 class 2% aqueous solution Tables 1 and 2 below show the shape of each grinding wheel,
This shows the grinding results.
【表】【table】
【表】
第１表および第２表において、カーフロスと
は、第５図に示すように、研削により形成した溝
の上端縁における幅W1から、砥石の外周部厚さ
Ｔを引いた値をいう。また、カーフ幅振れＡと
は、第６図に示すように、研削により形成した溝
の上端縁における幅W1から、溝の下端における
幅W2を引いた値をいい、カーフ幅振れＢとは、
第７図に示すように、研削により形成した溝の上
端縁に対する溝の下端のずれ（まがり量）W3を
いう。
これらの表から明らかなように、比較例１〜３
の薄刃砥石では、砥石の外周部の厚さと内周部の
厚さとの差が不適当なため、フランジによる砥石
の固定が充分でなく、このため比較的大きなチツ
ピングやカーフロス、カーフ幅振れを生じたが、
実験例１〜３の砥石では、砥石の外周部の厚さと
内周部の厚さとの差が適当で、適度なテーパ形状
を有するため、フランジとの整合性が良好で、フ
ランジの多少の加工誤差のいかんに拘わらず、常
に前記フランジの少なくとも外端部で、前記砥石
が充分把持されるので、チツピング、カーフロ
ス、カーフ幅振れが低下した。
このようなミクロンオーダーの加工精度の要求
は、最近の電子材料の超精密化と相まつて生じた
ものであり、ただ単に砥石の寸法精度が高いだけ
ではこのような超精密加工を達成することは不可
能で、本考案の採用により初めて可能となるもの
である。
［考案の効果］
以上詳述したように、本考案は、リング状砥石
における軸方向の厚さを半径方向外周に向かつて
厚くなるようにテーパ状に形成したことにより、
砥石保持用フランジの加工誤差如何に拘わらず、
該フランジとの間にガタを生じさせることなく常
に強固に保持されるようにしたものである。
したがつて、該砥石は回転ブレ等を起こすおそ
れがないから、カーフ幅が小さく、かつ、チツピ
ングの少ない切断加工を可能とする。[Table] In Tables 1 and 2, kerf loss is the value obtained by subtracting the outer peripheral thickness T of the grinding wheel from the width W 1 at the upper edge of the groove formed by grinding. say. Further, as shown in Fig. 6, kerf width runout A is the value obtained by subtracting the width W 2 at the bottom end of the groove from the width W 1 at the upper edge of the groove formed by grinding, and kerf width runout B teeth,
As shown in FIG. 7, it refers to the deviation (curve amount) W 3 of the bottom end of the groove with respect to the top edge of the groove formed by grinding. As is clear from these tables, Comparative Examples 1 to 3
With thin-edged whetstones, the difference between the thickness of the outer circumference and the inner circumference of the whetstone is inappropriate, so the flange does not secure the whetstone sufficiently, resulting in relatively large chipping, kerf loss, and kerf width runout. However,
In the grinding wheels of Experimental Examples 1 to 3, the difference between the thickness of the outer circumference and the thickness of the inner circumference is appropriate, and the grindstone has an appropriate taper shape, so the alignment with the flange is good, and some machining of the flange is possible. Regardless of the error, the grindstone is always sufficiently gripped by at least the outer end of the flange, so chipping, kerf loss, and kerf width runout are reduced. This demand for processing accuracy on the micron order has arisen in conjunction with the recent trend toward ultra-precision electronic materials, and it is not possible to achieve such ultra-precision processing simply by having a high dimensional accuracy of the grindstone. This is impossible and will only become possible by adopting the present invention. [Effects of the invention] As detailed above, the present invention has the ring-shaped grindstone tapered so that the thickness in the axial direction becomes thicker toward the outer circumference in the radial direction.
Regardless of the machining error of the whetstone holding flange,
It is designed to be firmly held at all times without causing play between the flange and the flange. Therefore, since there is no risk of rotational wobbling of the grindstone, it is possible to perform cutting with a small kerf width and with less chipping.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本考案の実施例に係る薄刃砥石の縦断
面図、第２図は前記実施例の利点を説明するため
の図、第３図は従来の薄刃砥石の縦断面図、第４
図は従来の薄刃砥石の欠点を説明するための第３
図における１部拡大縦断面図、第５図はカーフロ
スを説明するための図、第６図はカーフ幅振れＡ
を説明するための図、第７図はカーフ幅振れＢを
説明するための図である。
１０……砥石、１１……砥石１０の外周部たる
刃先、１２……砥石１０の内周部、１３……テー
パ状部。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a thin-blade grindstone according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the advantages of the embodiment, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional thin-blade grindstone, and FIG.
The figure shows the third example to explain the drawbacks of conventional thin-edged whetstones.
A partially enlarged vertical sectional view in the figure, Figure 5 is a diagram for explaining kerf floss, Figure 6 is kerf width runout A
FIG. 7 is a diagram for explaining the kerf width runout B. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10...Whetstone, 11...The cutting edge which is the outer periphery of the grindstone 10, 12...The inner periphery of the grindstone 10, 13...Tapered part.