JPH0683962B2 - 電鋳薄刃砥石 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特に高い精度を要求されるシリコンやフェ
ライト等の切断や溝加工に用いて好適な電鋳薄刃砥石に
関するものである。

［従来の技術］ 例えば、シリコン、GaAs、フェライト等の電子材料ある
いはセラミツクス、水晶、ガラス等の硬脆材料に、高い
精度による切断加工や溝加工を施す場合には、一般に金
属メツキ層内に超砥粒を分散させてなる電鋳薄刃砥石と
呼ばれる薄刃砥石が用いられている。

図は従来のこの種の電鋳薄刃砥石を示すもので、この電
鋳薄刃砥石１は、Niからなる金属メツキ層内にダイヤモ
ンドやCBN等の超砥粒を分散させることによって形成さ
れた、厚さ数十μｍ〜数百μｍの輪環板状のものであ
る。

そして、上記電鋳薄刃砥石１は、両側面に配設された一
対の取付用フランジ２、２間に挾まれたうえ、ナツト３
により軸線回りに回転する砥石軸４に締付け固定されて
使用に供される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記従来の電鋳薄刃砥石１にあっては、例え
ば外径51φmm、内径40φmmおよび厚さ0.015mmの各部寸
法に形成したものでシリコンウエハのダイシングを行う
と、通常刃先部が摩耗して砥石寿命に至る以前に、上記
取付用フランジ２の外周縁との当接部1a、1aにおいて円
環状の割れを生じ、この結果使用できなくなってしまう
という問題点があった。

また、例えば外径100φmm、内径40φmmおよび厚さ0.2mm
の各部寸法に形成したもので磁気ヘツド用のフェライト
の溝加工を行うと、刃先部が曲がってその加工精度が低
下してしまうという問題点があった。加えて、いずれの
用途に用いた場合にも砥石摩耗が早く、よってその使用
寿命が短いという問題点があった。

そこで、本発明者等は、これらの問題点を解消すべく鋭
意研究を重ねた結果、上記問題点が主として上記金属メ
ツキ層を形成するNiの耐疲労性および結合相としての剛
性や機械的強度が充分でないことに起因すること、並び
にその刃先部が加工時に摩擦熱で高温に達するにも拘わ
らずその耐熱性が充分でないことが上記問題点の発生を
一層助長していることを解明した。

加えて、電気Niメツキの場合においては、通常メツキ膜
の内部応力を小さくするためにNiメツキ液にサツカリン
Na等の応力減少剤（イオウ化合物）が添加される。そし
てこの応力減少剤はメツキの進行に従って徐々に僅かづ
つ電気分解され、その分解生成物であるイオウが上記Ni
メツキ膜中に共析してくる。ところが、この微量のイオ
ウを含む合金は、200℃以上に加熱されると結晶粒界にN
i−Ｓの金属間化合物を形成し非常に脆くなる。他方、
砥石刃先部は研削熱により高温に達するため、以上の結
果から上述した脆化現象が助長されて上記砥石の摩耗が
促進されると考えた。

そして、さらに本発明者等は、上記金属メツキ層として
Ni−Mnを用いた場合に、上記取付用フランジ２との当接
部1aにおける割れの発生を低下させるとともに砥石寿命
を向上させることができ、しかもその脆化現象を助長す
るNi−Ｓの金属間化合物の形成を抑えることができて上
記問題点を効果的に改善することができるという知見を
得るに至った。

［発明の目的］ この発明は、上記知見に基づいてなされたもので、耐熱
性および耐疲労性に優れてその使用寿命が長く、加えて
高い加工精度を得ることができる電鋳薄刃砥石を提供す
ることを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明の電鋳薄刃砥石は、Ni−Mn合金メツキ層内に超
砥粒を分散させ、このNi−Mn合金メッキ層はMnを0.005
〜1.0wt％含むものである。

［実施例］ 以下、この発明の電鋳薄刃砥石の第一実施例について、
その製造方法の一例に基づいて詳細に説明する。

先ず、メツキされる金属に対して剥離性を有する基板の
表面に砥石の原型形状をなす部分を残してマスキングを
施した後、脱脂等の清浄化処理を施す。次に、この基板
の表面に、ダイヤモンド等の超砥粒を分散させたNi基を
含む電気メツキ液を用いて、Ni−Mn合金メツキ層内に上
記超砥粒を分散させた砥石層を形成する。

ここで、上記Ni−Mn合金メツキ層内におけるMnの含有量
としては、0.005wt％以上で1.0wt％以下とすることが望
ましい。すなわち、上記Mnの含有量が0.005wt％に満た
ないと、充分な耐熱性、耐疲労性およびNi−Ｓの形成の
抑制効果を得ることができず、また1.0wt％を超えても
それに見合う効果を得ることができないからである。ま
た、上記Ni−Mn合金メッキ層内における上記超砥粒の含
有率としては10〜50vol％であることが望ましい。すな
わち、上記超砥粒の含有率が10vol％に満たないと切れ
味が低下するとともに使用寿命が短くなり、他方50vol
％を超えると金属メツキ層を形成する金属が相対的に減
少して砥石強度および超砥粒の保持力が低下し、相応の
研削比が得られず不経済になってしまうからである。

そして次に、このようにして砥石層を形成した基板にブ
ラツシング等を含む水洗処理を施した後、この基板から
上記砥石層を剥離する。次いで、得られた砥石層をパン
チング加工等により円形の砥石形状に成型し、さらに真
円に加工して電鋳薄刃砥石を得る。

しかして、このようにして得られた電鋳薄刃砥石にあっ
ては、超砥粒を保持する金属メツキ層としてNi−Mn合金
メッキ層を用いているので、耐疲労性および耐熱性を大
幅に向上させることができ、しかもNi−Ｓ等の金属間化
合物の形成を抑えることができるため、よって取付用フ
ランジとの当接部での割れの発生を大幅に減させること
ができる。また、これと同時に高い機械的強度も得るこ
とができるため、例えば溝加工等に用いた場合にも、刃
先部が曲がってそ加工精度の低下を招くことがなく優れ
た加工精度をることができる。さらに、耐熱性が向上し
た結果刃先部における耐摩耗性が向上し、上述した効果
と相まって長い砥石寿命を得ることができる。

［実験例］ 不働態化皮膜が形成されたステンレス鋼からなる基板の
表面に、以下の条件で電気メツキを施して、ダイヤモン
ドの含有量が31vol％でNiの金属メツキ層内にMnを含む
砥石層（厚さ100μｍ）を形成した。

（イ） 電気メツキ液の組成 スルファミン酸Ni:450g/、塩化Ni:10g/、 スルファミン酸Mn:25g/、ホウ酸:30g/、 応力減少剤、光沢剤、ピツト防止剤：各少量、 超砥粒の種類：ダイヤモンド、 超砥粒の粒径:5〜10μｍ、 超砥粒の液中濃度:200g/、PH:4.0 （ロ） メツキ条件 浴温:50℃、陰極電流密度:3A/dm² メツキ時間:130分間、 次に、上記基板から砥石層を剥離し、この砥石層を放電
加工によって輪環板状の砥石形状に成型したのち、さら
にその外周部を研削して真円加工を施し、外径が100φm
mで厚さが0.1mmである上記第一実施例に示した電鋳薄刃
砥石（本発明例１）を作成した。

さらに、比較のために従来例として、同様の寸法に形成
された金属メツキ層がNiのみからなる電鋳薄刃砥石（従
来例１）を作成した。

次に、以上と同様の製造方法で、それぞれダイヤモンド
の粒径が４〜６μｍで外径が50φｍで厚さが0.02mmであ
る２種類の電鋳薄刃砥石（本発明例２、従来例２）を作
成した。

そして、これら各々２種類の電鋳薄刃砥石で、以下の条
件によるガラスあるいはシリコンウエハの研削試験を行
った。

第１表および第２表は、それぞれ上記各２種類の電鋳薄
刃砥石の各寸法、組成およびそれぞれの試験結果を示す
ものである。

研削条件 被削材：ガラス、 砥石周速:1500m/min 刃先突出し量:3mm、 送り速度:200mm/min 切込み量:2mm、 研削液：水溶性 研削条件 被削材：シリコンウエハ 砥石回転数:30,000r.p.m. 刃先突出し量:0.4mm、 送り速度:200mm/min 切込み量:0.15mm 研削液：水 ［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の電鋳薄刃砥石はNi−Mn
合金メッキ層内に超砥粒を分散させ、このNi−Mn合金メ
ッキ層はMnを0.005〜1.0wt％含むものであるので耐熱性
および耐疲労性等に優れ、しかもその脆化を助長する金
属間化合物の形成を抑制することができる。これによ
り、長期に亙って使用することができるとともに、さら
に高い加工精度をも得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、砥石軸に固定された従来の電鋳薄刃砥石を示す概
略側断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄肉の板状をなし、Ni−Mn合金メッキ層内
   に超砥粒を分散させ、このNi−Mn合金メッキ層はMnを0.
   005〜1.0wt％含むことを特徴とする電鋳薄刃砥石。
2. 【請求項２】上記Ni−Mn合金メッキ層内における上記超
   砥粒の含有率が10〜50vol％であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電鋳薄刃砥石。