JP4779580B2 - 電鋳薄刃砥石 - Google Patents

Description

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。

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。

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。
特開２００２−３３１４６４号公報

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。

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。

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。

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するとともに、これら第１〜第５の砥粒層に分散される上記砥粒は同種のものであって、一定の平均粒径のものとしたことを特徴とする。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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

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

Claims (4)

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とともに、これら第１〜第５の砥粒層に分散される上記砥粒は同種のものであって、一定の平均粒径のものとされていることを特徴とする電鋳薄刃砥石。
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。
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。
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。
   

Images