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発明の名称 電鋳薄刃砥石
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−125636(P2007−125636A)
公開日 平成19年5月24日(2007.5.24)
出願番号 特願2005−319286(P2005−319286)
出願日 平成17年11月2日(2005.11.2)
代理人 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
発明者 池田 吉隆 / 花見 隆之 / 佐藤 英格
要約 課題
QFNやIrDA、LEDワークのような電子材料部品の切断に用いて、バリの発生を抑制することができるのは勿論、直進性が高くて高精度の切断が可能であり、さらに耐摩耗性や耐剥離性にも秀でていて砥石寿命が長く、切断された電子材料部品に対して高い品位を安定して維持することが可能な電鋳薄刃砥石を提供する。

解決手段
特許請求の範囲
【請求項1】
金属めっき相に砥粒を分散してなる薄刃砥粒層を備え、この薄刃砥粒層は、該薄刃砥粒層の層厚方向に順次積層された第1〜第5の砥粒層を有していて、このうち第1、第3、第5の砥粒層における上記砥粒の含有量が、第2、第4の砥粒層における上記砥粒の含有量よりも多くされていることを特徴とする電鋳薄刃砥石。
【請求項2】
上記第1、第3、第5の砥粒層における上記砥粒の含有量が15〜40vol%の範囲内であり、上記第2、第4の砥粒層における上記砥粒の含有量が1〜10vol%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の電鋳薄刃砥石。
【請求項3】
上記第1〜第5の砥粒層の層厚が、いずれも上記薄刃砥粒層全体の層厚の1/6〜1/4の範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電鋳薄刃砥石。
【請求項4】
上記砥粒の粒径が、上記薄刃砥粒層全体の層厚の1/5以下とされていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電鋳薄刃砥石。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に基板上に一括して素子等を実装してモールディングした後に切断することにより個片化して電子材料部品を製造する場合において、このモールディング後の切断に用いて好適な電鋳薄刃砥石に関するものである。
【背景技術】
【0002】
このような電子材料部品を製造する際の切断には、従来よりダイヤモンド等の超砥粒をニッケル等の金属めっき相に分散した極薄の砥粒層よりなる電鋳薄刃砥石が用いられている。ところが、近年ではこのような電子材料部品として、例えばQFN(quad flat non−leaded package)と称されるもののように、リードフレーム上に一括して多数の素子を実装してこれらをまとめてモールディングした後に切断することにより個片化されて製造される電子材料部品や、IrDA(赤外線データ通信協会)規格の光伝送モジュール(以下、単にIrDAと略称する。)のように、ガラスエポキシ樹脂製の基体に形成されたスルーホールの内周面にNi、Au、Cu等のめっきが施された基板を有するもの、あるいは金属の電極を有するやはりガラスエポキシ樹脂製の基盤を備えたLEDワークのような電子材料部品が増えてきており、このような電子材料部品の製造の際には、モールディング樹脂中に間隔をあけて配置されたCu等の延性の高い金属リードフレーム、めっき、電極を薄刃砥石が切断することとなるため、切断の際の薄刃砥石の送り方向や回転方向(下方向)にこのリードフレームや電極等の金属バリが生じ易いという問題がある。
【0003】
そこで、例えば特許文献1には、環状の切れ刃部が砥粒をメッキで固定した電鋳砥粒層によって構成された切削ブレードであって、該環状の切れ刃部は、集中度の低い砥粒層で形成された中央電鋳砥粒層と、この中央電鋳砥粒層より集中度の高い砥粒層で形成されている該中央電鋳砥粒層の両側にそれぞれ形成された外側電鋳砥粒層とからなる切削ブレード(電鋳薄刃砥石)が提案されている。この特許文献1には、かかる切削ブレードによれば、ドレッシングあるいは使用によって中央電鋳砥粒層が多量に摩耗して、環状の切れ刃部外周の幅方向中央部に環状凹部が形成され、この環状凹部に切粉が取り込まれて排除されるので、バリの発生が防止されると記載されている。
【特許文献1】特開2002−331464号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このような特許文献1に記載の中央電鋳砥粒層とその両側の外側電鋳砥粒層からなる3層の電鋳薄刃砥石では、上述のような電子材料部品の切断において中央電鋳砥粒層が摩耗して環状凹部が形成されると、その両側の一対の外側電鋳砥粒層が先行して切り込まれてモールディング樹脂中の金属リードフレームや金属電極を断続的に切断してゆくことになるので、例えば切断時にこれら一対の外側電鋳砥粒層が同時にリードフレームや電極に接触して切り込まれずに、両外側電鋳砥粒層に作用する抵抗や負荷が不均一になったりすると、薄刃砥石が砥粒層の層厚方向に振れを生じて蛇行が発生するおそれがある。そして、このように切断時に薄刃砥石が蛇行すると、砥石による切断幅を大きく設定しなければならなくなるため、限られた大きさの基板等から製造可能な電子材料部品の数が減少してしまったり、場合によっては切断自体が不可能となったりするおそれすらある。
【0005】
また、中央電鋳砥粒層が摩耗して形成される環状凹部は、1つの凹部で両外側電鋳砥粒層により生成された切粉を上述のように取り込んで排除することになるため、ある程度大きな幅と深さで凹まされなければならず、こうして大きく凹んだ中央電鋳砥粒層と外側電鋳砥粒層との境界部から各層間で剥離が発生し易いという問題もある。さらに、こうして砥粒の集中度が低くて摩耗されやすい中央電鋳砥粒層が大きな幅および深さで設けられているため、電鋳薄刃砥石全体としての耐摩耗性に乏しく、早期に寿命が費えてしまうという問題もある。
【0006】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述したQFNやIrDA、LEDワークのような電子材料部品の切断に用いて、バリの発生を抑制することができるのは勿論、直進性が高くて高精度の切断が可能であり、さらに耐摩耗性や耐剥離性にも秀でていて砥石寿命が長く、切断された電子材料部品に対して高い品位を安定して維持することが可能な電鋳薄刃砥石を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、金属めっき相に砥粒を分散してなる薄刃砥粒層を備え、この薄刃砥粒層は、該薄刃砥粒層の層厚方向に順次積層された第1〜第5の砥粒層を有していて、このうち第1、第3、第5の砥粒層における上記砥粒の含有量を、第2、第4の砥粒層における上記砥粒の含有量よりも多くしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の電鋳薄刃砥石では、このように薄刃砥粒層が、砥粒含有量の多い第1、第3、第5の砥粒層と砥粒含有量の少ない第2、第4の砥粒層とを交互に積層した5層構造を有しており、すなわち該薄刃砥粒層の層厚方向の両端と中央とに砥粒含有量の多い砥粒層が配設されることになる。従って、まずこの層厚方向両端に配設される砥粒含有量の多い第1、第5の砥粒層により、切刃エッジとして作用する薄刃砥粒層の周面と両側面との交差稜線部の摩耗を抑えて、この切刃エッジが丸められること、すなわち薄刃砥粒層のいわゆる角ダレを防ぐことができ、鋭い切れ味を維持して上述のような電子材料部品の切断におけるバリの発生を抑制することが可能となる。
【0009】
また、これら第1、第5の砥粒層と第3の砥粒層との間に配設される砥粒含有量の少ない第2、第4の砥粒層においては、このような電子材料部品の切断やドレッシングにより第1、第3、第5の砥粒層に比べて摩耗が促進されて凹部が形成されるが、こうして砥粒含有量の少ない砥粒層が2層に分けられていることにより、第2、第4の砥粒層の個々の幅は薄刃砥粒層全体の層厚に対して小さく抑えられ、これに伴い凹部の深さも浅くなる。このため、砥粒含有量の多い第1、第3、第5の砥粒層による高い耐摩耗性とも相俟って、薄刃砥粒層全体としての耐摩耗性を確保し、かつ持続させることができるとともに、かかる凹部から砥粒層に剥離が生じたりするのも防ぐことができ、砥石寿命の延長を図ることができる。
【0010】
そして、こうして凹部を形成する第2、第4の砥粒層の間の、薄刃砥粒層の層厚方向中央には、上述のようにこれら第2、第4の砥粒層よりも砥粒含有量が多い第3の砥粒層が配設されており、当該薄刃砥粒層が上記電子材料部品を切断する際には、この第3の砥粒層と上記第1、第5の砥粒層とが先行して樹脂モールド中のリードフレームや電極等に切り込まれることとなるので、たとえ層厚方向両端の第1、第5の砥粒層のいずれか一方がこのリードフレーム等に接触し、他方が接触していない状態で薄刃砥粒層が切り込まれても、中央の第3の砥粒層が接触していれば、薄刃砥粒層に層厚方向の振れが生じるのを抑えて薄刃砥石の蛇行を防ぐことができる。従って、上記構成の電鋳薄刃砥石によれば、高い直進性を確保して高精度の切断が可能であり、しかもバリの発生を抑制することができるとともに耐摩耗性も高いので、上述したような電子材料部品等のワークの切断に用いて、高品位の電子材料部品を長期に亙って安定的に製造することが可能となる。
【0011】
ここで、上記第1、第3、第5の砥粒層における砥粒の含有量は15〜40vol%の範囲内とされるのが望ましく、また第2、第4の砥粒層における砥粒の含有量は1〜10vol%の範囲内とされるのが望ましい。すなわち、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量が15vol%を下回ると耐摩耗性が著しく低下して、特に上述のように切刃エッジとされる第1、第5の砥粒層の角ダレを防ぐことができなくなる一方、逆に砥粒含有量が40vol%を上回っても砥粒の脱落による切刃の自生が促されずに切れ味が鈍くなり、いずれの場合もバリの発生を確実に防止することができなくなるおそれが生じる。
【0012】
また、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量が1vol%を下回ると摩耗による凹部が深くなりすぎて容易に剥離を生じるおそれがある一方、10vol%を上回るほど多くなると第1、第3、第5の砥粒層との砥粒含有量の差が小さくなって切粉排出のための凹部が形成され難くなり、やはりバリの発生を防止することができなくなるおそれが生じる。なお、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量は互いに等しくされるのが望ましく、また第2、第4の砥粒層の砥粒含有量も互いに等しくされるのが望ましい。
【0013】
さらに、これら第1〜第5の砥粒層の層厚は、いずれも上記薄刃砥粒層全体の層厚の1/6〜1/4の範囲内とされるのが望ましい。すなわち、上述のように切刃エッジとして作用する第1、第5の砥粒層の層厚が薄刃砥粒層全体の層厚の1/6よりも薄いと、この切刃エッジ部分の耐摩耗性が損なわれて角ダレを確実に防ぐことができず、また第2、第4の砥粒層が薄いと切粉排出のための凹部が小さくなり、いずれもバリの発生を防止することができなくなるおそれがあるとともに、第3の砥粒層の層厚が薄いと十分な直進性を得ることができなくなるおそれがある。
【0014】
一方、逆にこれらの砥粒層のいずれかの層厚が薄刃砥粒層全体の層厚の1/4よりも厚いと、他のいずれかの砥粒層の層厚が薄刃砥粒層全体の層厚の1/6よりも薄くなり、やはりバリの発生防止や切断時の直進性確保といった効果を十分に奏することができなくなるおそれが生じる。なお、このような効果を確実に奏するには、第1〜第5の砥粒層の層厚は互いに等しく、すなわちいずれも薄刃砥粒層全体の層厚の1/5とされるのが望ましい。
【0015】
さらにまた、これら第1〜第5の砥粒層に分散される砥粒の粒径は、上記薄刃砥粒層全体の層厚の1/5以下とされるのが望ましく、これよりも砥粒の粒径が大きくなると、層厚方向に隣接する砥粒層間で一方から他方に粒径の大きな砥粒が突出してしまい、互いの砥粒層の界面の制御が困難となって第1〜第5の砥粒層に上述のような層厚を確保することができなくなるおそれが生じる。ただし、この砥粒の粒径が小さくなりすぎても、研削抵抗が大きくなってワークに焼けが生じたりするおそれがあるので、この砥粒径は薄刃砥粒層全体の層厚の1/30以上とされるのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図1および図2は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態の電鋳薄刃砥石は図1に示すように軸線Oを中心とした円環形で厚さ0.05〜0.5mm程度の薄肉板状をなし、それ自体が図2に示すような薄刃砥粒層1によって形成されていて、その内径部が切断装置の主軸に取り付けられて上記軸線O回りに回転されつつ該軸線Oに垂直な方向に送り出されることにより、この薄刃砥粒層1の外周縁部、すなわち上記厚さと等しい極小さな幅の外周面と、両側面の外周側、およびこれら外周面と両側面とが交差する円周状の両エッジ部とによって、上述したQFNやIrDA、LEDワークのような樹脂中に金属材を有する電子部品材料の切断に使用される。
【0017】
そして、この薄刃砥粒層1は、図2に示すようにその層厚方向(図1において図面に直交する方向。図2においては左右方向。)に順次積層されて一体化された第1〜第5の砥粒層1A〜1Eによって構成されており、これらの砥粒層1A〜1Eは、いずれもニッケル等の金属めっき相2にダイヤモンドやcBN等の砥粒(超砥粒)3をそれぞれの層において均一に分散してなるものであって、ただし各砥粒層1A〜1Eにおける砥粒3の含有量は、第1、第3、第5の砥粒層1A,1C,1Eにおける含有量が、第2、第4の砥粒層1B,1Dにおける含有量よりも多くされている。
【0018】
ここで、上記第1、第5の砥粒層1A,1Eにおける砥粒3の含有量は互いに等しく、15〜40vol%の範囲内とされるとともに、第3の砥粒層1Cの砥粒3の含有量もこれら第1、第5の砥粒層1A,1Eと等しくされている。また、第2、第4の砥粒層1B,1D同士の砥粒3の含有量も互いに等しくされ、本実施形態では1〜10vol%の範囲内とされている。さらに、これら第1〜第5の砥粒層1A〜1Eの層厚は、薄刃砥粒層1全体の層厚の1/6〜1/4の範囲内とされ、特に本実施形態では全ての砥粒層1A〜1Eの層厚が等しく、すなわち薄刃砥粒層1全体の層厚の1/5とされている。
【0019】
さらに、これらの砥粒層1A〜1Eに分散される上記砥粒3は同種のものであって、その粒径は薄刃砥粒層1全体の層厚の1/5〜1/30の範囲で、一定の平均粒径のものとされている。従って、本実施形態において薄刃砥粒層1は、その層厚方向の中央部に第3の砥粒層1Cが位置して、この第3の砥粒層1Cに対し第1、第2の砥粒層1A,1Bと第5、第4の砥粒層1E,1Dとが対称に配設された構成とされ、薄刃砥粒層1の上記両側面が第1、第5の砥粒層1A,1Eによって形成されることになる。
【0020】
なお、各砥粒層1A〜1Eには、砥粒3の他に図2に示すようにセラミック等のフィラー4が分散されていてもよい。ただし、これらのフィラー4についても、その含有量は第1、第3、第5の砥粒層1A,1C,1Eで互いに等しくされるとともに、第2、第4の砥粒層1B,1D間でも互いに等しくされる一方で、第1、第3、第5の砥粒層1A,1C,1Eの含有量は第2、第4の砥粒層1B,1Dの含有量よりも多くされ、さらにその平均粒径も第1〜第5の砥粒層1A〜1Eで等しくされて、図2に示すように上述した薄刃砥粒層1の層厚方向の対称性が維持されるのが望ましい。
【0021】
このように薄刃砥粒層1が第1〜第5の砥粒層1A〜1Eからなる5層構造の電鋳薄刃砥石を製造するには、砥粒3と必要に応じてフィラー4とを分散した金属めっき液中に台金を浸漬して、その上面に例えば第1〜第5の砥粒層1A〜1Eの順で、所定の層厚の金属めっき相2を成長させつつ砥粒3を固定することにより砥粒層1A〜1Eを順次積層してゆき、その際に、金属めっき液に分散される砥粒3やフィラー4の分散量を、各砥粒層1A〜1Eごとに制御して、その砥粒3やフィラー4の含有量に応じて異なる量とすればよい。例えば、第1、第3、第5の砥粒層1A,1C,1Eの砥粒3の含有量と第2、第4の砥粒層1B,1Dの砥粒3の含有量がそれぞれ等しくされた本実施形態の電鋳薄刃砥石では、それぞれの含有量に応じた分散量で砥粒3が分散された金属めっき液に台金を交互に浸漬して金属めっき相2を成長させ、第1〜第5の砥粒層1A〜1Eを順次積層して薄刃砥粒層1を形成した後に台金から剥離すればよい。
【0022】
従って、このように構成された電鋳薄刃砥石によれば、まず薄刃砥粒層1の層厚方向両端に砥粒3の含有量の多い第1、第5の砥粒層1A,1Eが配設されているので、この薄刃砥粒層1の上記外周縁部のうち特に外周面と両側面とが交差する円周状の両エッジ部の耐摩耗性を高めることができ、切刃エッジとされるこれら両エッジ部が丸められることにより角ダレが生じるのを防いで、切断ブレードとして鋭い切れ味を維持することができる。このため、上述のような樹脂モールド中に金属リードフレーム等が内包された電子材料部品の個片化や、金属電極を有する樹脂基盤よりなる電子材料部品の切断においても、これら金属部分にバリを生じるのを抑えることができ、高品位の電子材料部品を提供することが可能となる。
【0023】
また、これら第1、第5の砥粒層1A,1Eの層厚方向内側には、砥粒3の含有量の少ない第2、第4の砥粒層1B,1Dが配設されており、従ってこれら第2、第4の砥粒層1B,1Dは、上記電子材料部品ワークの切断や切断前のドレッシングにより第1、第5の砥粒層1A,1Eに対して相対的に大きく摩耗し、これにより図2に示すように薄刃砥粒層1の上記外周面に環状の凹部が画成されることになる。そして、切断時に生じた切粉はこの凹部を介して排出されるため、かかる切粉の滞留に起因するバリの発生や切断面の傷付きを防止して、一層高品位の切断加工を促すことができる。また、上述のように切刃エッジとされる第1、第5の砥粒層1A,1Eの層厚方向内側に第2、第4の砥粒層1B,1Dが隣接してこのような凹部が形成されることにより、上記エッジ部を相対的に外周側に突き出させて鋭い切れ味をされに確実に維持することができる。
【0024】
その一方で、こうして第1、第5の砥粒層1A,1Eの層厚方向内側にそれぞれ隣接する第2、第4の2層の砥粒層1B,1Dによって凹部が形成されることにより、上記構成の電鋳薄刃砥石によれば、例えば集中度が低い中央電鋳砥粒層が1層設けられた特許文献1に記載の電鋳薄刃砥石などに対して、個々の凹部の幅や深さは小さくしながらも、第1、第5の砥粒層1A,1Eによる切粉を各々隣接する凹部に収容して確実に排出することができる。このため、かかる凹部が必要以上に大きくなって薄刃砥粒層1全体としての耐摩耗性を損ねたり、あるいはこうして深い凹部が形成されることによって第1、第5の砥粒層1A,1Eに剥離が生じたりするのを防ぐことができ、寿命の長い電鋳薄刃砥石を提供することが可能となる。
【0025】
そして、さらにこれら第2、第4の砥粒層1B,1Dの間には、該第2、第4の砥粒層1B,1Dよりも砥粒3の含有量の多い第3の砥粒層1Cが配設されており、従ってこの第3の砥粒層1Cは、上記凹部を画成する第2、第4の砥粒層1B,1Dよりも突出して、第1、第5の砥粒層1A,1Eと同様の切刃エッジを形成することになり、上述のような電子材料部品を切断する際には、これらの切刃エッジが先行して上記リードフレームや電極等の金属部分に切り込まれることになる。このため、上記第1、第5の砥粒層1A,1Eのうち一方がこの金属部分に接触しなくても、他方と層厚方向中央部の第3の砥粒層1Cとが接触していれば薄刃砥粒層1に振れが生じるのを防ぐことができ、すなわち当該電鋳薄刃砥石の直進性を確保して蛇行が生じるのを防止することができる。
【0026】
従って、上記構成の電鋳薄刃砥石によれば、このような蛇行によって切断加工自体が不可能となったり、切断不可能には至らないまでも蛇行を考慮して切断幅を大きめに設定せざるを得なくなって、限られた大きさの基板から製造可能な電子材料部品の数が低減されたりするような事態を防ぐことができる。しかも、ワークの切断面も蛇行することがないことから一層高品位の電子材料部品を製造することができ、上述のように砥石寿命の延長が図られることにより、そのような電子材料部品を長期に亙って安定的かつ効率的に提供することが可能となる。
【0027】
また、本実施形態の電鋳薄刃砥石では、第1、第3、第5の砥粒層1A,1C,1Eにおける砥粒3の含有量が15〜40vol%の範囲内とされるとともに、第2、第4の砥粒層1B,1Dにおける砥粒3の含有量は1〜10vol%の範囲内とされており、このような効果をより確実に奏功することが可能となる。すなわち、第1、第3、第5の砥粒層1A,1C,1Eにおける砥粒3の含有量が15vol%を下回るほど少ないと耐摩耗性が低下して、上述のようにバリの発生を抑制する切刃エッジとしての第1、第5の砥粒層1A,1Eに角ダレが生じたり、直進性を確保する切刃エッジとしての第3の砥粒層1Cが後退して第1、第5の砥粒層1A,1Eとの金属部分への同時接触が図られなくなったりするおそれがある。また、逆に砥粒3の含有量が40vol%を上回るほど多いと、特に第1、第5の砥粒層1A,1Eの硬度が高くなりすぎて砥粒3が脱落し難くなり、切刃の自生が促されずに切れ味が鈍くなってバリの発生を確実に抑えることができなくなるおそれがある。
【0028】
一方、第2、第4の砥粒層1B,1Dにおける砥粒3の含有量が1vol%を下回るほど少ないと、摩耗により画成される上記凹部が幅は狭くても深くなりすぎて第1、第5の砥粒層1A,1Eが容易に剥離を生じるおそれがあり、逆に10vol%を上回るほど多くなると第1、第3、第5の砥粒層1A,1C,1Eとの砥粒3含有量の差が小さくなって凹部が浅くなりすぎ、切粉の排出性が阻害されてバリの抑制効果が不十分となるおそれが生じる。なお、上述した第1、第5の砥粒層1A,1Eと第3の砥粒層1Cとの同時接触性を確実に確保するには、これらの砥粒層1A,1C,1Eにおける砥粒3の含有量は本実施形態のように互いに等しくされるのが望ましく、また第2、第4の砥粒層1B,1Dによる凹部を等しい深さとして偏りのない切粉の排出を図るには、これらの砥粒層1B,1Dの砥粒3含有量もやはり本実施形態のように互いに等しくされるのが望ましい。
【0029】
また、本実施形態ではこれら第1〜第5の砥粒層1A〜1Eの層厚が、薄刃砥粒層1全体の層厚の1/5とされていて、すなわち互いに等しい層厚とされており、バリの抑制・防止効果を奏する第1、第5の砥粒層1A,1Eや切屑排出性を確保するための第2、第4の砥粒層1B,1C、および直進性を確保するための第3の砥粒層1Cを、互いにバランスよく配設することができて、それぞれの作用効果を確実に奏功することが可能となる。すなわち、これらの砥粒層1A〜1Eのうちのいずれかの層厚が例えば厚すぎると、残りの砥粒層1A〜1Eのうち少なくとも一つは薄くなりすぎ、この少なくとも1つの砥粒層が第1、第5の砥粒層1A,1Eであればバリの抑制効果が得られず、第2、第4の砥粒層1B,1Dであれば切屑排出性が損なわれてやはりバリの抑制効果が不十分となり、第3の砥粒層1Cであれば切断時の電鋳薄刃砥石の直進性が損なわれるおそれがそれぞれ生じる。
【0030】
なお、このように第1〜第5の砥粒層1A〜1Eによる作用効果をそれぞれ確実に奏功するには、上述した通りこれらの層厚がいずれも薄刃砥粒層1全体の層厚の1/6〜1/4の範囲内とされていればよい。例えば、砥粒層1A〜1Eのうち3層が薄刃砥粒層1全体の層厚の1/6で、残りの2層が1/4ずつであってもよい。ただし、上述のような薄刃砥粒層1の対称性を確保するには、第1の砥粒層1Aと第5の砥粒層1Eとの層厚は互いに等しく、また第2の砥粒層1Bと第4の砥粒層1Dとの層厚も互いに等しくされるのが望ましく、さらに第1、第5の砥粒層1A,1Eと第3の砥粒層1Cとの層厚も互いに等しくされるのが望ましく、特に本実施形態のように全ての砥粒層1A〜1Eの層厚が互いに等しく薄刃砥粒層1全体層厚の1/5とされるのがより望ましい。
【0031】
また、こうして第1〜第5の砥粒層1A〜1Eの層厚を薄刃砥粒層1全体の層厚の1/6〜1/4の範囲内、特に薄刃砥粒層1全体層厚の1/5に確実に制御するには、該砥粒層1A〜1Eの金属めっき相2に分散させられる砥粒3の粒径(平均粒径)も、薄刃砥粒層1全体層厚の1/5以下とされるのが望ましい。すなわち、この砥粒3の粒径が大きすぎると、砥粒層1A〜1Eの金属めっき相2の厚さが薄刃砥粒層1の層厚の1/6以上であっても該金属めっき相2から砥粒3が突出して隣接する砥粒層1A〜1Eに内包されてしまい、その結果これら層厚方向に隣接する砥粒層同士の界面(境界面)が制御できなくなって部分的に層厚に大小が生じ、各砥粒層1A〜1Eによる作用効果を確実に奏功することができなくなるおそれが生じる。ただし、この砥粒3の粒径があまり小さくなりすぎても、研削抵抗が大きくなってワークに焼けが生じたりするおそれがあるので、この砥粒3の平均粒径は、薄刃砥粒層1全体の層厚に対して1/30以上とされるのが望ましい。
【実施例】
【0032】
以下、より具体的な実施例を挙げて、本発明の効果について説明する。本実施例では、上記実施形態に基づく電鋳薄刃砥石により、図3に示すような金属(Cu)の電極11を有するガラスエポキシ樹脂の基盤12よりなるLEDワーク13の切断を行い、その際の電極11から発生したバリ14の大きさ(ただし、図3に示すように横方向(送り方向)に延びるバリ14の大きさをX、下方向に延びるバリ14の大きさをYとする。)を、切断初期と50m切断時とで測定した。この結果を実施例1として、その薄刃砥粒層の第1〜第5の砥粒層における砥粒含有量とともに表1に示す。なお、LEDワーク13の符号15部分はエポキシ樹脂製である。
【0033】
ただし、この実施例1において、電鋳薄刃砥石は外径58mm、内径40mm、厚さ(薄刃砥粒層の層厚)0.15mmであり、第1〜第5の砥粒層の層厚はそれぞれ0.03mm、金属めっき相はNi、砥粒は粒径8/20μmのダイヤモンド砥粒であって、フィラーは分散されてはいない。また、切断条件は、主軸回転数18000(1/min)、送り速度100(mm/sec)であり、切断部位に向けて薄刃砥石の送り方向側から1.6(L/min)の冷却水を、また両側面側から1.2(L/min)の冷却水をそれぞれ供給しながら切断を行った。なお、切断したLEDワーク13の寸法は図3に示す通りである。
【0034】
一方、この実施例1に対する比較例として、実施例1の電鋳薄刃砥石と同様の金属めっき相に同様の砥粒を分散してなる同様の外形寸法の薄刃砥粒層を備え、この薄刃砥粒層がその層厚方向に順次積層された第1〜第3の砥粒層を有してこのうち第1、第3の砥粒層における砥粒含有量が第2の砥粒層における砥粒含有量よりも多くされた3層構造の電鋳薄刃砥石(比較例1)と、第1の砥粒層のみからなる単層構造の電鋳薄刃砥石(比較例2)とにより、同様の条件で発生したバリ14の大きさを測定した。この結果を、第1〜第3の砥粒層の砥粒含有量とともに表1に示す。ただし、比較例1において第1〜第3の砥粒層の層厚は、薄刃砥粒層の層厚0.15mmの1/3であった。
【0035】
【表1】


【0036】
この表1の結果より、まず薄刃砥粒層が一定の砥粒含有量(25vol%)で砥粒を分散した単一の第1の砥粒層よりなる比較例2では、切断初期から送り方向および下方向のバリ14の大きさX,Yがともに大きく、切断距離が増すに従い漸次増大していって、50m切断時ではX,Yともに100μmを越える大きさとなり、そのまま製品として使用することは不可能であった。また、上記特許文献1に準ずる比較例1では、切断初期のバリ14はX,Yとも小さく抑えられていたものの、切断距離が増すに従って電鋳薄刃砥石に蛇行が生じるようになり、50m切断時では所定のストリートから大きくはみ出すようになって切断自体が不可能となった。これらに対して、本発明に係る実施例1の電鋳薄刃砥石によれば、切断初期からバリの大きさがX,Yともに小さく、50m切断時でも小さく抑えられたままで、しかも蛇行の発生もなく高品位の切断が可能であった。
【0037】
次に、本発明の実施例の電鋳薄刃砥石において、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量を5vol%で一定として、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量を種々に変化させた7種の電鋳薄刃砥石と、逆に第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量を25vol%で一定として、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量を種々に変化させた4種の電鋳薄刃砥石とで、実施例1と同様の条件で同様のLEDワーク13を切断したときのバリ14の大きさX,Yを所定の切断距離ごとに測定した。これらの結果を、それぞれ実施例11〜17および実施例21〜24として表2、3に示す。なお、表3には比較例3として、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量を0vol%、すなわち第2、第4の砥粒層に砥粒を分散させなかったものについてもバリ14の大きさX,Yを測定した結果も示す。ただし、各電鋳薄刃砥石の外形寸法、金属めっき相、砥粒、各砥粒層の層厚についても実施例1と同様である。
【0038】
【表2】


【0039】
【表3】


【0040】
このうち、まず表2の結果より、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量が45vol%と多くされた実施例11では、切断初期の切断距離1mの時点からX,Yともにバリ14が100μmに迫るほど大きく、切断距離が増すに従い著しく増大はしなかったものの、その傾向は50m切断時まで続いて特にYは100μmを越える大きさとなった。また、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量が10vol%と少なくされた実施例17では、切断初期はバリ14の発生が少ないものの、切断距離が進むにつれてバリ14の増大量が大きくなってX,Yともに急激に大きなバリ14が発生するようになり、50m切断時には実施例11と略同等の大きなバリ14が生じるようになった。
【0041】
これらに対して、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量が15〜40vol%とされた実施例12〜16では、実施例11に比べては切断初期のバリ14が小さい一方で、実施例17に比べては切断距離が増すに伴ってのバリ14の増大量がX,Yともに少なく抑制されており、50m切断時でも80μmを下回る大きさに抑えられていた。特に、このうち第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量が20〜35vol%とされた実施例13〜15では、切断初期のバリ14の大きさおよび50m切断時までの増大量がともにより小さく、すなわち高いバリ抑制効果が安定的に維持されていることが分かる。
【0042】
一方、表3の結果より、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量が0vol%、すなわち第2、第4の砥粒層が砥粒を含まない単なるNiめっき相とされた比較例3では、切断初期はバリ14が小さいものの、これら第2、第4の砥粒層の摩耗が著しく、50m切断時前に第1、第5の砥粒層に剥離が生じて切断が不可能となった。また、逆に第2、第4の砥粒層の砥粒含有量が15vol%と他の実施例21〜23よりも多くされた実施例24では、実施例21〜23や比較例2に比べても切断初期からバリ14が大きい傾向となった。
【0043】
これらに対し、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量を1〜10vol%とした実施例21〜23では、切断初期のバリ14がX,Yともに小さく、しかも50m切断時までのバリ14の増大量も小さく抑制されており、特に第2、第4の砥粒層の砥粒含有量を5vol%とした実施例22ではその傾向が顕著である。また、次表4、5は、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量をそれぞれ35vol%、20vol%として、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量1〜10vol%とした実施例31〜33および実施例41〜43による結果を示すものであるが、表3の実施例21〜23と同様の傾向が認められる。
【0044】
【表4】


【0045】
【表5】


【0046】
次いで、表6は、第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量を25vol%、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量を5vol%として、これら第1、第3、第5の砥粒層の層厚と第2、第4の砥粒層の層厚とを変化させた実施例51〜55による切断結果を示すものであり、他の条件等は実施例1と同様であって、すなわち薄刃砥粒層全体の層厚は0.15mmで共通である。
【0047】
【表6】


【0048】
この表6の結果より、第1、第3、第5の砥粒層の層厚が0.02mmで薄刃砥粒層の層厚の1/6(0.025mm)よりも薄くされ、また第2、第4の砥粒層の層厚が0.045mmで薄刃砥粒層の層厚の1/4(0.0375mm)よりも厚くされた実施例51では、特に下方向のバリ14の大きさYが切断初期から大きく、その傾向は50m切断時まで続いた。一方、逆に第1、第3、第5の砥粒層の層厚が0.04mmで薄刃砥粒層の層厚の1/4よりも厚く、また第2、第4の砥粒層の層厚が0.015mmで薄刃砥粒層の層厚の1/6より薄くされた実施例55では、特に送り方向のバリ14の大きさXおよびその増大量が切断初期から50m切断時にかけて大きい。
【0049】
これらに対して、第1〜第5の砥粒層の層厚がいずれも薄刃砥粒層全体の層厚の1/6〜1/4の範囲内とされた実施例52〜54では、切断初期のバリ14およびその増大量がX,Yともに小さく、特に第1〜第5の砥粒層の層厚が互いに等しく、すなわち薄刃砥粒層の層厚の1/5(0.03mm)とされた実施例53では、この傾向が最も顕著である。
【0050】
最後に、表7は、やはり第1、第3、第5の砥粒層の砥粒含有量を25vol%、第2、第4の砥粒層の砥粒含有量を5vol%として、この砥粒の粒径を種々に変化させた実施例61〜65による切断結果を示すものであり、他の条件等は実施例1と同様である。
【0051】
【表7】


【0052】
この表7の結果より、まず砥粒径が薄刃砥粒層全体の層厚の1/5(0.03mm)を越える30/40μmである実施例65では、切断初期からバリ14がX,Yともに大きく、増大量はそれほど大きくはないものの、その傾向は50m切断時まで続いた。これに対して、砥粒径が薄刃砥粒層全体の層厚の1/5以下とされた実施例61〜64では、切断初期からバリ14が小さく、しかも切断距離が増すのに伴う増大量も少なくて、50m切断時でも十分小さく抑えられている。ただし、砥粒径が薄刃砥粒層全体の層厚の1/30(0.005mm)を下回る実施例61では、バリ14自体は小さいものの、LEDワーク13のガラスエポキシ樹脂よりなる基盤12に焼けが生じており、そのまま製品とするには不適とされた。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】本発明の一実施形態を示す電鋳薄刃砥石の側面図である。
【図2】図1に示す実施形態の薄刃砥粒層1の外周縁部の拡大断面図である。
【図3】本発明の実施例および比較例によって切断したLEDワーク13の断面図である。
【符号の説明】
【0054】
1 薄刃砥粒層
1A 第1の砥粒層
1B 第2の砥粒層
1C 第3の砥粒層
1D 第4の砥粒層
1E 第5の砥粒層
2 金属めっき相
3 砥粒
4 フィラー




 

 


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