專利名稱：電沉積砂輪及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用磨粒鍍層固定的電沉積砂輪及其制造方法。
背景技術(shù)：
在各種用于研削的電沉積砂輪中有用于切削的和用于研磨的等。例如用于切削的電沉積砂輪切斷半導(dǎo)體晶片、CSP基板、藍(lán)寶石晶片、石英基板等，具有分割成各個(gè)半導(dǎo)體芯片、激光二極管、電容器等各種器件的機(jī)能。作為電沉積砂輪，有通過(guò)鍍鎳等固定金鋼石磨粒等磨粒構(gòu)成的。(參照如特開2000-144477號(hào)公報(bào))。
專利文獻(xiàn)1公布的電沉積砂輪是切削砂輪片，在使用切削砂輪片切削被加工物時(shí)，向切削砂輪片的切削刃(砂輪部)和被加工物的接觸部提供切削水。該切削水發(fā)揮冷卻該接觸部冷卻水的作用，同時(shí)，也可以作為用于防止構(gòu)成切削砂輪片的切削刃破損及防止被加工物破碎等的潤(rùn)滑劑發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是在切削藍(lán)寶石晶片、石英基板等莫氏硬度比較高的難削材料時(shí)，由于向切削砂輪片的切削刃和被加工物的接觸部供給的切削水不能充分起到作為潤(rùn)滑劑的作用，存在切削砂輪片的切削刃破損、妨礙順利地切削或被加工物破損、質(zhì)量下降的問(wèn)題。
另外，由于構(gòu)成切削砂輪片的切削刃的磨粒通過(guò)電鍍被牢固地固定，所以研削時(shí)磨粒不太脫落，研削能力下降的磨粒在表面上長(zhǎng)時(shí)間地殘留，很難起自銳性作用，因此，存在藍(lán)寶石晶片、石英基板等莫氏硬度比較高的難削材料的切削困難的問(wèn)題。另一方面，若要維持高切削能力，必須頻繁進(jìn)行修整，所以存在生產(chǎn)率下降的問(wèn)題。這樣的問(wèn)題即使在使用砂輪研磨時(shí)也同樣發(fā)生。
因此，本發(fā)明要解決的課題是在研削難削材料時(shí)，充分地供給潤(rùn)滑劑、防止砂輪和被加工物破損，使之發(fā)生自銳性作用，順利地進(jìn)行研削。
用于解決課題的裝置本發(fā)明的第一方面的電沉積砂輪具有用鍍層固定磨粒構(gòu)成的砂輪部，在砂輪部中，磨粒與封入潤(rùn)滑劑的微型膠囊混合存在。在電沉積砂輪中除作為切削用砂輪的切削砂輪片外還包含研磨砂輪。
作為磨粒，有如金鋼石磨粒、CBN磨粒、GC磨粒、WA磨粒等。砂輪部有時(shí)是電鑄物。
本發(fā)明的第二方面涉及制造上述電沉積砂輪的的方法，其至少由以下兩個(gè)工序構(gòu)成。即，在收容了混入磨粒的電鍍液的電鍍?cè)〔壑校噪婂兠娉系臓顟B(tài)浸漬基臺(tái)，用電鍍層固定沉降堆積在電鍍面上的磨粒的磨粒電沉積工序；在微型膠囊中封入潤(rùn)滑劑，在收容了已混入該微型膠囊的電鍍液的電鍍?cè)〔壑?，使電鍍面朝下、浸漬基臺(tái)，用電鍍面擋住上浮的微型膠囊并用電鍍層固定的微型膠囊電沉積工序。
也可以在實(shí)施磨粒電沉積工序后實(shí)施微型膠囊電沉積工序，也可以在實(shí)施微型膠囊電沉積工序后實(shí)施磨粒電沉積工序。砂輪部最好除去基臺(tái)的全部或一部分形成。
收容混入磨粒的電鍍液的電鍍?cè)〔酆褪杖萘嘶烊胛⑿湍z囊的電鍍液的電鍍?cè)〔劭梢苑謩e構(gòu)成，也可以使用同一個(gè)電鍍?cè)〔邸?br> 發(fā)明的效果本發(fā)明的電沉積砂輪由于形成磨粒和微型膠囊混合存在的砂輪部，通過(guò)切削和研磨等研削磨粒容易脫落，微型膠囊促進(jìn)砂輪部的自銳性作用。從而即使對(duì)玻璃、藍(lán)寶石等難削材料也能進(jìn)行良好的研削。而由于減少修整的頻率，可以使生產(chǎn)率提高。進(jìn)而，由于在微型膠囊中封入潤(rùn)滑劑，由于研削造成微型膠囊破損、潤(rùn)滑劑可以供給研削部位，即使在研削難削材料時(shí)也可以得到足夠的潤(rùn)滑性，進(jìn)行良好的研削。
進(jìn)而，若使用本發(fā)明的電沉積砂輪的制造方法，就可以很容易地高效率地制造磨粒和微型膠囊混合存在的電沉積砂輪。在把用于磨粒電沉積工序的電鍍?cè)〔酆陀糜谖⑿湍z囊電沉積工序的電鍍?cè)〔圩鞒赏粋€(gè)時(shí)，在磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序中不改變基臺(tái)的高度、只反轉(zhuǎn)上下方向時(shí)更能提高效率。


圖1是表示磨粒電沉積工序之一例的示意圖；圖2是表示微型膠囊電沉積工序之一例的示意圖；圖3是表示微型膠囊之一例的剖面圖；圖4是大略表示微型膠囊電沉積工序結(jié)束后的砂輪部及基臺(tái)的剖面圖；圖5是表示磨粒電沉積工序之一例的示意圖；圖6是表示微型膠囊電沉積工序之一例的示意圖；圖7是大略表示除去遮蔽后的電沉積砂輪的剖面圖；圖8是表示輪轂砂輪片之一例的立體圖；圖9是表示電鑄砂輪片之一例的立體圖；圖10是表示用于制造該電鑄砂輪片的基臺(tái)之一例的立體圖；圖11是大略表示在該基臺(tái)上加遮蔽形成砂輪部的狀態(tài)的剖面圖；圖12是表示電沉積砂輪片之一例的立體圖；圖13是表示用于制造該電沉積砂輪片的基臺(tái)之一例的立體圖；圖14是大略表示在該基臺(tái)上加遮蔽形成砂輪部的狀態(tài)的剖面圖；圖15是表示研磨砂輪之一例的立體圖；圖16是大略表示在基臺(tái)上加遮蔽形成構(gòu)成該研磨砂輪的砂輪部的狀態(tài)的剖面圖；圖17是表示研磨砂輪之另一例的立體圖；圖18是大略表示在基臺(tái)上加遮蔽形成構(gòu)成該研磨砂輪的砂輪部的狀態(tài)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的電沉積砂輪可以用如圖1所示的電沉積砂輪制造裝置1制造。該電沉積砂輪制造裝置1包括收容硫酸鎳等電鍍液10的電鍍?cè)〔?1和攪拌電鍍液10的攪拌器12。在電鍍液10中浸漬有電鍍金屬，如鎳棒13。在鎳棒13上連接直流電源14的正極，直流電源14的負(fù)極通過(guò)開關(guān)15與浸漬在電鍍液10中的基臺(tái)100連接。
圖1所示的基臺(tái)100在制造輪轂和切削刃形成一體的輪轂砂輪片時(shí)，使磨粒及微型膠囊堆積，同時(shí)成為使鍍層成長(zhǎng)基礎(chǔ)的基盤，形成大致與預(yù)定的輪轂形狀近似的形狀。
基臺(tái)100具有堆積磨粒及后述的微型膠囊、成長(zhǎng)鍍層的鍍層面100a；此外的非鍍層面100b。在非鍍層面100b上加上遮蔽101。在中心部形成安裝用的通孔100c，在通孔100c中加遮蔽102。
在圖1的例中，基臺(tái)100浸漬在電鍍?cè)〔?1的底部中的電鍍液10中，呈鍍層面100a向上的狀態(tài)。在電鍍液10中大量混入構(gòu)成研削砂輪的磨粒，例如金鋼石磨粒103。金鋼石磨粒103比電鍍液10的比重大。除金鋼石磨粒外也可以使用CBN磨粒、GC磨粒、WA磨粒等。
在使用圖1的電沉積砂輪制造裝置1制造電沉積砂輪時(shí)，首先在開關(guān)15斷開的狀態(tài)下用攪拌器12攪拌電鍍液10。之后中止攪拌、同時(shí)，接通開關(guān)15，使金鋼石磨粒103沉降。這樣，沉降的金鋼石磨粒103在鍍層面100a上停留并堆積，同時(shí)，通過(guò)由直流電源14供給的電壓成長(zhǎng)的鎳鍍層，堆積的金鋼石磨粒被電沉積固定。(磨粒電沉積工序)。
圖2所示的電沉積砂輪制造裝置2與圖1所示的電沉積砂輪制造裝置1一樣，具有收容硫酸鎳等電鍍液20的電鍍?cè)〔?1和攪拌電鍍液20的攪拌器22。在電鍍液20中浸漬有電鍍金屬，如鎳棒23。在鎳棒23上連接直流電源24的正極，直流電源24的負(fù)極通過(guò)開關(guān)25與浸漬在電鍍液20中的基臺(tái)100連接。但是，與圖1的電沉積砂輪制造裝置1的情況不同，基臺(tái)100位于電鍍液20的液面附近，在上下方向反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下與開關(guān)25連接。即在該狀態(tài)下，基臺(tái)100的鍍層面100a成向下的狀態(tài)。
在電鍍液20中大量混入微型膠囊104。在此，混入的微型膠囊104比電鍍液20比重小，如圖3所示，由封入其內(nèi)部的潤(rùn)滑劑104a和隔膜104b構(gòu)成。微型膠囊104的粒徑例如為5m～20μm左右，隔膜104b由尿素樹脂、密胺樹脂等構(gòu)成。
在圖2所示的電沉積砂輪制造裝置2中，把由磨粒電沉積工序電沉積磨粒的基臺(tái)100浸漬在電鍍?cè)〔?1中，與直流電源24的負(fù)極連接，同時(shí)，在斷開開關(guān)25的狀態(tài)下攪拌電鍍液20后停止攪拌，同時(shí)接通開關(guān)25。這樣，如圖2所示，比電鍍液比重輕的微型膠囊104上浮，在基臺(tái)100的鍍層面100a(已經(jīng)電鍍磨粒的面)上被擋住，用成長(zhǎng)的鎳鍍層固定微型膠囊104(微型膠囊電沉積工序)。
若這樣固定微型膠囊104，如圖4所示，在磨粒電沉積工序中固定的金鋼石磨粒103和微型膠囊104混合存在的狀態(tài)下由鎳鍍層105固定，通過(guò)反復(fù)操作若干次而形成砂輪部106。這樣通過(guò)磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序，必然帶來(lái)所謂磨粒和微型膠囊混合存在的電沉積砂輪的特點(diǎn)。磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序的順序也可以反過(guò)來(lái)進(jìn)行。
上述例對(duì)磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序分別在電鍍?cè)〔蹆?nèi)進(jìn)行的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以在收容在一個(gè)電鍍?cè)〔蹆?nèi)的電鍍液中混入磨粒和微型膠囊，在同一個(gè)電鍍?cè)〔蹆?nèi)個(gè)進(jìn)行磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序。
在用同一個(gè)電鍍?cè)〔?1進(jìn)行磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序時(shí)，例如，如圖5所示，在最初鍍層面100a向上的狀態(tài)下，使基臺(tái)100位于電鍍液10上下方向的中央附近。在此，在電鍍液10中混入如金鋼石磨粒103和微型膠囊104。
而在開關(guān)15斷開的狀態(tài)下攪拌電鍍液10，之后，在停止攪拌的同時(shí)，接通開關(guān)15，金鋼石磨粒103沉降并由鍍層面100a接住，由鎳鍍層固定(磨粒電沉積工序)。此時(shí)，由于微型膠囊104上浮，在鍍層面100a附近不存在。
而在接著斷開開關(guān)15后，如圖6所示，使基臺(tái)100高度不變?cè)谏舷路较蚍崔D(zhuǎn)，在鍍層面100a向下的狀態(tài)，攪拌電鍍液10后，停止攪拌并接通開關(guān)15，微型膠囊104上升，在鍍層面100a被擋住，由鎳鍍層固定(微型膠囊電沉積工序)。此時(shí)，由于金鋼石磨粒103沉降，在鍍層面100a附近不存在。
這樣通過(guò)不改變基臺(tái)100的高度只需反轉(zhuǎn)基臺(tái)反復(fù)多次進(jìn)行磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序，金鋼石磨粒103和微型膠囊104交互電沉積固定在鍍層面100a上。在兩道工序之間未必需要使基臺(tái)100沿上下方向移動(dòng)，可以簡(jiǎn)化有關(guān)基臺(tái)100的移動(dòng)及與直流電源14的連接的作業(yè)。
如上所述，如圖4所示，金鋼石磨粒103和微型膠囊104用鍍鎳層105固定在鍍層面100a上，形成砂輪部106后，若剝離覆蓋非鍍層面100b的遮蔽，則如圖7所示，造成基臺(tái)100和砂輪部106成為一體的狀態(tài)，進(jìn)而，由于砂輪部106的外周部露出作為切削刃，故若把作為基臺(tái)的一部分的外周部100d進(jìn)行需要量的蝕刻，如圖8所示，形成砂輪部(切削刃)106和輪轂成為一體的輪轂砂輪片108。
若從圖7的狀態(tài)全部除去基臺(tái)100，如圖9所示，可以形成只由砂輪部(切削刃)組成沒(méi)有輪轂的電鑄物的電鑄砂輪片109。另外，在制造電鑄砂輪片109時(shí)，例如，可以使用如圖10所示的環(huán)狀的基臺(tái)110?；_(tái)110的鍍層面111成為環(huán)狀的平面。如圖11所示，在鍍層面111以外的面上加遮蔽112，反復(fù)進(jìn)行磨粒電沉積工序及微型膠囊電沉積工序，形成砂輪部113。之后，通過(guò)全部除去基臺(tái)110或把砂輪部113從基臺(tái)110剝離，成為圖9所示的電鑄砂輪片109。
如圖12所示，也可以形成砂輪部(切削刃)114具有所需要的厚度、與較薄的遮蔽115成為一體的電沉積砂輪片116。在制造電沉積砂輪片116時(shí)，如圖13所示，使用比較薄地形成的環(huán)狀的基臺(tái)115。如圖14所示，若在基臺(tái)115的上面及下面中，在除外周部117的部分加遮蔽118，對(duì)一個(gè)面實(shí)施磨粒電沉積工序及微型膠囊電沉積工序后，再在另一面實(shí)施磨粒電沉積工序及微型膠囊電沉積工序，形成砂輪部114就成為圖12的電沉積砂輪片116。
在圖8、圖9、圖12中所示的所有的電沉積砂輪中，由于金鋼石磨粒103和微型膠囊104混合存在，由于磨削產(chǎn)生的切削能力下降的金鋼石磨粒容易脫落，由于切削能力高的磨粒在表面上露出發(fā)生自銳性作用，故即使對(duì)玻璃、藍(lán)寶石和鉭酸鋰等難削材料，也能很好地研削。另外，由于減少修整的頻率，可以使生產(chǎn)率提高。
如圖3所示，，由于在微型膠囊104中封入了潤(rùn)滑劑104a，在砂輪部的表面上露出的微型膠囊104的隔膜104b由與被加工物的接觸導(dǎo)致破損，其內(nèi)部的潤(rùn)滑劑104a供給砂輪部和被加工物。因而，即使在切削難削材料時(shí)，只用切削水潤(rùn)滑劑不足時(shí)，用隔膜104b破損流出的潤(rùn)滑劑104a不會(huì)使砂輪部和被加工物破損，可以良好地切削。
圖8、圖9、圖12中所示的電沉積砂輪108、109、116全是用于切削的，其它例如也可以制造作為用于研磨的電沉積砂輪的研磨砂輪。例如圖15所示的研磨砂輪120是砂輪部122固定在比較厚的環(huán)狀基臺(tái)121的鍍層面上的研磨砂輪。如圖16所示，在基臺(tái)121的鍍層面124以外的面上加遮蔽125，通過(guò)磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序可以形成砂輪部122。另外，也可以用別的基臺(tái)，在該基臺(tái)的鍍層面以外的面上加遮蔽，在鍍層面上形成金鋼石磨粒和微型膠囊混合存在的砂輪部122，除去基臺(tái)后，把砂輪部122固定在圖15的基臺(tái)121上。
進(jìn)而，圖17中所示的研磨砂輪126是把多個(gè)砂輪部127固定在輪128上的。各砂輪部127可以通過(guò)上述的磨粒電沉積工序和微型膠囊電沉積工序制造。此時(shí)，如圖18所示，在大致為矩形的基臺(tái)129的鍍層面130以外的面上加遮蔽131，在鍍層面130的上面形成金鋼石磨粒和微型膠囊混合存在的砂輪部127，之后，除去基臺(tái)129，把各砂輪部127固定在圖17的輪128上。
即使在使用圖15的研磨砂輪120、圖17的研磨砂輪126中的任一個(gè)進(jìn)行研磨時(shí)，由于磨粒脫落變得容易，研磨能力良好。另外，由于微型膠囊破損導(dǎo)致封入的潤(rùn)滑劑供給加工物的研磨面，故研磨品質(zhì)良好。
權(quán)利要求
1.一種電沉積砂輪，其具有用鍍層固定磨粒構(gòu)成的砂輪部，在該砂輪部中，該磨粒與封入潤(rùn)滑劑的微型膠囊混合存在。
2.如權(quán)利要求1所述的電沉積砂輪，其特征在于，所述磨粒至少包含金鋼石磨粒、CBN磨粒、GC磨粒、WA磨粒中的任一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電沉積砂輪，其特征在于，所述砂輪部是電鑄物。
4.一種電沉積砂輪的制造方法，其在基臺(tái)上堆積磨粒，同時(shí)用鍍層固定該磨粒、形成砂輪部，其至少由以下兩個(gè)工序構(gòu)成，即，在收容了混入磨粒的電鍍液的電鍍?cè)〔壑校噪婂兠娉系臓顟B(tài)浸漬基臺(tái)，用電鍍層固定沉降堆積在電鍍面上的磨粒的磨粒電沉積工序；在收容了混入已封入潤(rùn)滑劑的微型膠囊的電鍍液的電鍍?cè)〔壑?，使電鍍面朝下、浸漬基臺(tái)，用電鍍面擋住上浮的微型膠囊并用電鍍層固定的微型膠囊電沉積工序。
5.如權(quán)利要求4所述的電沉積砂輪的制造方法，其特征在于，在實(shí)施磨粒電沉積工序后實(shí)施微型膠囊電沉積工序。
6.如權(quán)利要求4所述的電沉積砂輪的制造方法，其特征在于，除去基臺(tái)的全部或一部分，形成砂輪部。
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的電沉積砂輪的制造方法，其特征在于，收容混入所述磨粒的電鍍液的電鍍?cè)〔酆褪杖莼烊胨鑫⑿湍z囊的電鍍液的電鍍?cè)〔鄯謩e構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求4、5或6所述的電沉積砂輪的制造方法，其特征在于，收容混入所述磨粒的電鍍液的電鍍?cè)〔酆褪杖莼烊胨鑫⑿湍z囊的電鍍液的電鍍?cè)〔凼峭粋€(gè)電鍍?cè)〔邸?br> 全文摘要
一種電沉積砂輪。其即使在研削難削材料時(shí)，也能充分地供給潤(rùn)滑劑而防止砂輪和被加工物破損，發(fā)生自銳性作用，從而順利地進(jìn)行研削。該砂輪具有由鍍層(105)固定磨粒(103)、使磨粒(103)和封入潤(rùn)滑劑的微型膠囊(104)混合存在的砂輪部(106)。使用該砂輪進(jìn)行切削和研磨等研削。在砂輪部(106)上通過(guò)微型膠囊(104)混合存在，磨粒(103)變得容易脫落，促進(jìn)自銳性作用，另外，由于由研削導(dǎo)致微型膠囊(104)破損，微型膠囊(104)內(nèi)的潤(rùn)滑劑被供給研削部位，潤(rùn)滑劑也充分。
文檔編號(hào)B24D3/06GK1817566SQ20061000451
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者山口崇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科