JP5640064B2

JP5640064B2 - Vitrified bond superabrasive wheel and method of grinding a wafer using the same

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Publication number: JP5640064B2
Application number: JP2012258545A
Authority: JP
Inventors: 昌則星加; 慶彦畑; 健一郎金原
Original assignee: ALMT Corp
Current assignee: ALMT Corp
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: JP2014061585A

Description

本発明は、超砥粒をビトリファイドボンドによって結合した、ビトリファイドボンド超砥粒ホイールおよびそれを用いてウエハを研削加工する方法に関するものである。 The present invention relates to a vitrified bond superabrasive wheel in which superabrasive grains are bonded by vitrified bond and a method for grinding a wafer using the same.

超砥粒（ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒）、一般砥粒（ＳｉＣ砥粒、Ａｌ₂Ｏ₃砥粒）などを砥粒とし、これらをビトリファイドボンドで結合したビトリファイドボンドホイールが知られている。 Vitrified bond wheels are known in which superabrasive grains (diamond abrasive grains, CBN abrasive grains), general abrasive grains (SiC abrasive grains, Al ₂ O ₃ abrasive grains) and the like are used as abrasive grains and these are bonded by vitrified bonds.

特開昭５４−３９２９２号公報JP 54-39292 A 特開昭５９−１６１２６９号公報JP 59-161269 A 特開平３−１８４７７１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-184771 特開２００６−２０３１３２号公報JP 2006-203132 A

しかしながら、従来の平均粒径が１μｍ以下の超微粒の超砥粒を用いたビトリファイドボンド超砥粒ホイールにおいてウエハ等を研削加工すると、工作物であるウエハに研削焼けが発生する問題や、研削性能が安定しない問題が発生することがあった。 However, when grinding a wafer or the like in a conventional vitrified bond superabrasive wheel using ultrafine superabrasive grains with an average grain size of 1 μm or less, problems such as grinding burns on the wafer as a workpiece and grinding performance However, there was a problem that was not stable.

特に、先行文献に記載されている通り、超砥粒をビトリファイドボンドによって結合した超砥粒層に含まれる気孔が７５〜９５容量％まで高まると超砥粒層の機械的強度が著しく低下する。この原因により、研削液の影響や、研削抵抗等の外力の影響を受けて超砥粒層が欠損する問題があった。さらに欠損した超砥粒層の微砕粉が工作物との間に挟まって、工作物にスクラッチ傷を発生する問題もあった。 In particular, as described in the prior art, when the pores contained in the superabrasive layer in which superabrasive grains are bonded by vitrified bonds are increased to 75 to 95% by volume, the mechanical strength of the superabrasive layer is remarkably reduced. For this reason, there has been a problem that the superabrasive layer is lost due to the influence of the grinding liquid and the influence of external forces such as grinding resistance. Further, there is a problem that the finely ground powder of the superabrasive layer that has been lost is sandwiched between the workpiece and the workpiece is scratched.

そこで、この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、高精度でウエハを研削することが可能なビトリファイドボンド超砥粒ホイールおよびそれを用いてウエハを研削加工する方法を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a vitrified bonded superabrasive wheel capable of grinding a wafer with high accuracy and a method for grinding a wafer using the same. It is for the purpose.

本発明に従ったビトリファイドボンド超砥粒ホイールは、超砥粒層を有するビトリファイドボンド超砥粒ホイールであって、超砥粒層では、気孔の割合が５０〜７０容量％、ビトリファイドボンドの割合が５〜２０容量％、フィラーとしてのＡｌ₂Ｏ₃の割合が５〜３０容量％であり、残部が平均粒径１μｍ以下の超砥粒である。 The vitrified bond superabrasive wheel according to the present invention is a vitrified bond superabrasive wheel having a superabrasive layer, wherein the superabrasive layer has a pore ratio of 50 to 70% by volume and a vitrified bond ratio. 5 to 20% by volume, the proportion of Al ₂ O ₃ as a filler is 5 to 30% by volume, and the balance is superabrasive grains having an average particle size of 1 μm or less.

好ましくは、Ａｌ₂Ｏ₃は、α-Ａｌ₂Ｏ₃である。
好ましくは、Ａｌ₂Ｏ₃の平均粒径は、超砥粒の平均粒径の２００％以下である。 Preferably, Al ₂ O ₃ is α-Al ₂ O ₃ .
Preferably, the average particle diameter of Al ₂ O ₃ is 200% or less of the average particle diameter of the superabrasive grains.

好ましくは、ビトリファイドボンドの軟化温度は５００〜９００℃である。
好ましくは、シリコン、サファイヤ、単結晶ＳｉＣ、およびＧａＮからなる群より選ばれた少なくとも一種を含むウエハの研削加工に用いられる。 Preferably, the softening temperature of the vitrified bond is 500 to 900 ° C.
Preferably, it is used for grinding a wafer containing at least one selected from the group consisting of silicon, sapphire, single crystal SiC, and GaN.

本発明に従った研削加工方法は、上記のいずれかに記載のビトリファイドボンド超砥粒ホイールを用いてシリコン、サファイヤ、単結晶ＳｉＣ、およびＧａＮからなる群より選ばれた少なくとも一種を含むウエハを研削加工する方法である。 A grinding method according to the present invention grinds a wafer containing at least one selected from the group consisting of silicon, sapphire, single crystal SiC, and GaN using the vitrified bond superabrasive wheel described above. It is a method of processing.

この発明の実施の形態に従ったビトリファイドボンド超砥粒ホイールの超砥粒層切断面の一部分を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of superabrasive layer cutting | disconnection surface of the vitrified bond superabrasive wheel according to embodiment of this invention. この発明に従ったビトリファイドボンド超砥粒ホイールを用いたウエハの研削加工方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the grinding method of the wafer using the vitrified bond superabrasive wheel according to this invention.

図１は、この発明の実施の形態に従ったビトリファイドボンド超砥粒ホイールの超砥粒層切断面の一部分を拡大して示す図である。図１を参照して、ビトリファイドボンド超砥粒ホイールは、平均粒径１μｍ以下の超砥粒３をビトリファイドボンド２によって結合した超砥粒層６を有するビトリファイドボンド超砥粒ホイールであって、超砥粒層６は、気孔５が５０〜７０容量％と、ビトリファイドボンド２が５〜２０容量％と、Ａｌ₂Ｏ₃４が５〜３０容量％を含む、ビトリファイドボンド超砥粒ホイールである。 FIG. 1 is an enlarged view of a portion of a superabrasive layer cut surface of a vitrified bond superabrasive wheel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a vitrified bond superabrasive wheel is a vitrified bond superabrasive wheel having a superabrasive layer 6 in which superabrasive grains 3 having an average grain size of 1 μm or less are bonded by vitrified bonds, The abrasive layer 6 is a vitrified bond superabrasive wheel in which the pores 5 are 50 to 70% by volume, the vitrified bond 2 is 5 to 20% by volume, and the Al ₂ O ₃ 4 is 5 to 30% by volume.

気孔５が５０容量％未満では、ボンドの後退性を悪化させ切味低下の原因となる。７０容量％を超えると、超砥粒層６の機械的強度が低下して超砥粒層６が欠損する原因となる。 When the pores 5 are less than 50% by volume, the retreating property of the bond is deteriorated and the sharpness is lowered. If it exceeds 70% by volume, the mechanical strength of the superabrasive layer 6 is lowered, and the superabrasive layer 6 is lost.

ビトリファイドボンド２が５容量％未満では超砥粒層６の機械的強度が低下して超砥粒層６が欠損する原因となる。２０容量％を超えるとボンドの後退性を悪化させ切味低下の原因となる。 If the vitrified bond 2 is less than 5% by volume, the mechanical strength of the superabrasive layer 6 is lowered and the superabrasive layer 6 is lost. If it exceeds 20% by volume, the receding property of the bond is deteriorated and the sharpness is lowered.

Ａｌ₂Ｏ₃４が５容量％未満であれば、フィラーとしての作用が不十分となり切味低下の原因となる。３０容量％を超えるとボンドの後退が促進されるためホイールの寿命を短くする原因となる。 If Al ₂ O ₃ 4 is less than 5% by volume, the effect as a filler is insufficient, which causes a reduction in sharpness. If it exceeds 30% by volume, the backward movement of the bond is promoted, which causes the life of the wheel to be shortened.

なお、超砥粒層６は、気孔５が５５〜７０容量％と、ビトリファイドボンド２が５〜１５容量％と、Ａｌ₂Ｏ₃４が１０〜３０容量％を含む、ビトリファイドボンド超砥粒ホイールであることがより好ましい。 The superabrasive layer 6 is a vitrified bond superabrasive wheel in which pores 5 include 55 to 70% by volume, vitrified bond 2 includes 5 to 15% by volume, and Al ₂ O ₃ 4 includes 10 to 30% by volume. It is more preferable that

さらに、超砥粒層６は、気孔５が５５〜７０容量％と、ビトリファイドボンド２が５〜１５容量％と、Ａｌ₂Ｏ₃４が１０〜２５容量％を含む、ビトリファイドボンド超砥粒ホイールであることが最も好ましい。 Furthermore, the superabrasive layer 6 is a vitrified bond superabrasive wheel in which the pores 5 include 55 to 70% by volume, the vitrified bond 2 includes 5 to 15% by volume, and Al ₂ O ₃ 4 includes 10 to 25% by volume. Most preferably.

超砥粒３、気孔５、ビトリファイドボンド２、Ａｌ₂Ｏ₃４の容量％を広範囲に変化させることができるので、工作物の種類、研削条件、および研削装置などの種類に最も適合するホイールの仕様を選択することができる。 Since the volume percentages of superabrasive grain 3, pore 5, vitrified bond 2, and Al ₂ O ₃ 4 can be varied over a wide range, the wheel type that best suits the type of workpiece, grinding conditions, grinding equipment, etc. Specification can be selected.

特に、カップ形ホイール（例えば、ＪＩＳＢ４１３１で規定されている、タイプ６Ａ２など）によって、ロータリーテーブル方式の縦軸平面研削装置で工作物を平面研削加工する際には、超砥粒層６と工作物の接触面積が大きくなっても良好な切れ味を長期間に渡って持続させることが可能なホイールの仕様を選択することができる。 In particular, when a workpiece is surface ground with a rotary table type vertical surface grinding apparatus using a cup-shaped wheel (for example, type 6A2 defined in JIS B4131), the superabrasive layer 6 and the workpiece It is possible to select a wheel specification that can maintain a good sharpness over a long period of time even when the contact area of an object increases.

本発明には、公知の組成のビトリファイドボンドを適用することができる。例えば、以下の組成のビトリファイドボンドを適用することが可能である。 A vitrified bond having a known composition can be applied to the present invention. For example, it is possible to apply a vitrified bond having the following composition.

ＳｉＯ₂：３０〜５０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：２〜１０質量％、Ｂ₂Ｏ₃：４０〜６０質量％、ＲＯ（ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、およびＢａＯより選ばれる１種類以上の酸化物）：１〜１０質量％、Ｒ₂Ｏ（Ｒ₂Ｏは、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏより選ばれる１種類以上の酸化物）：２〜５質量％。 SiO ₂ : 30 to 50% by mass, Al ₂ O ₃ : 2 to 10% by mass, B ₂ O ₃ : 40 to 60% by mass, RO (RO is one or more kinds of oxidation selected from CaO, MgO, and BaO) Product): 1 to 10% by mass, R ₂ O (R ₂ O is one or more oxides selected from Li ₂ O, Na ₂ O and K ₂ O): 2 to 5% by mass.

なお、言うまでも無く、本発明には上記以外のビトリファイドボンドであっても適用することができる。 Needless to say, a vitrified bond other than the above can be applied to the present invention.

本発明は、詳しくは、Ａｌ₂Ｏ₃４は、α-Ａｌ₂Ｏ₃であるビトリファイドボンド超砥粒ホイールである。α-Ａｌ₂Ｏ₃を適用することにより、シリコン、サファイヤ、単結晶ＳｉＣ、ＧａＮなどのウエハを高精度かつ高能率に研削加工することができる。 Specifically, the present invention is a vitrified bond superabrasive wheel in which Al ₂ O ₃ 4 is α-Al ₂ O ₃ . By applying α-Al ₂ O ₃ , wafers such as silicon, sapphire, single crystal SiC, and GaN can be ground with high accuracy and high efficiency.

α-Ａｌ₂Ｏ₃を超砥粒層６に添加することで、超砥粒層６の機械的強度を低下させることなく、超砥粒の集中度を低くすることができる。この結果、難削な材質のウエハであっても、研削加工中において研削抵抗を下げることが可能となり、安定した切れ味を長時間に渡って持続させることができる。 By adding α-Al ₂ O ₃ to the superabrasive grain layer 6, the concentration of superabrasive grains can be lowered without reducing the mechanical strength of the superabrasive grain layer 6. As a result, even with a difficult-to-cut material wafer, the grinding resistance can be lowered during the grinding process, and a stable sharpness can be maintained for a long time.

本発明は、詳しくは、Ａｌ₂Ｏ₃４の平均粒径は、超砥粒３の平均粒径の２００％以下であるビトリファイドボンド超砥粒ホイールである。２００％を超えると、ボンドの後退性を悪化させるので切味低下の原因となる。 Specifically, the present invention is a vitrified bonded superabrasive wheel in which the average particle diameter of Al ₂ O ₃ 4 is 200% or less of the average particle diameter of the superabrasive grains 3. If it exceeds 200%, the retreating property of the bond is deteriorated, which causes a reduction in sharpness.

Ａｌ₂Ｏ₃４の平均粒径は、超砥粒３の平均粒径の５％以上７０％以下であることが好ましく、より好ましくは５％以上６０％以下、最も好ましくは５％以上５０％以下である。５％未満ではフィラーとしての作用をしなくなり切味低下の原因となる。 The average particle size of Al ₂ O ₃ 4 is preferably 5% to 70%, more preferably 5% to 60%, and most preferably 5% to 50% of the average particle size of the superabrasive grains 3. It is as follows. If it is less than 5%, it does not act as a filler and causes a reduction in sharpness.

本発明のビトリファイドボンド超砥粒ホイール１において、好ましくは、ビトリファイドボンド２の軟化温度は５００〜９００℃であるビトリファイドボンド超砥粒ホイール１である。 In the vitrified bond superabrasive wheel 1 of the present invention, preferably, the vitrified bond superabrasive wheel 1 has a softening temperature of 500 to 900 ° C.

特に、シリコン、サファイヤ、単結晶ＳｉＣ、ＧａＮ等の各種ウエハを研削加工する際には、ビトリファイドボンド２の軟化温度は５００〜８００℃であることがより好ましく、５００〜７００℃であることが最も好ましい。 In particular, when grinding various wafers such as silicon, sapphire, single crystal SiC, and GaN, the softening temperature of the vitrified bond 2 is more preferably 500 to 800 ° C, and most preferably 500 to 700 ° C. preferable.

なお、ビトリファイドボンド２の軟化温度が５００℃未満では超砥粒の保持力が低下するために好ましくなく、９００℃を越えると超砥粒が熱損傷を受けるので好ましくない。 If the softening temperature of the vitrified bond 2 is less than 500 ° C., it is not preferable because the holding power of the superabrasive grains is reduced.

本発明は、詳しくは、シリコン、サファイヤ、単結晶ＳｉＣ、ＧａＮ等の各種ウエハの研削加工に用いられるビトリファイドボンド超砥粒ホイールを提供する。 More specifically, the present invention provides a vitrified bond superabrasive wheel used for grinding various wafers such as silicon, sapphire, single crystal SiC, GaN and the like.

本発明は、詳しくは、本発明のビトリファイドボンド超砥粒ホイールを用いてシリコン、サファイヤ、単結晶ＳｉＣ、ＧａＮ等の各種ウエハを研削加工する方法を提供する。 Specifically, the present invention provides a method of grinding various wafers such as silicon, sapphire, single crystal SiC, GaN, etc., using the vitrified bond superabrasive wheel of the present invention.

本発明のビトリファイドボンド超砥粒ホイールによれば、安定した良好な切れ味を長期間に渡って持続させることができる。 According to the vitrified bond superabrasive wheel of the present invention, a stable and good sharpness can be maintained over a long period of time.

図２は、この発明に従ったビトリファイドボンド超砥粒ホイールを用いたウエハの研削加工方法を示す斜視図である。図２を参照して、この発明の実施の形態に従ったビトリファイドボンド超砥粒ホイール１はロータリーテーブル２０上のウエハ３０と接触する。ビトリファイドボンド超砥粒ホイール１には矢印Ａで示す方向に荷重が加えられ、かつ、矢印Ｒ１で示す方向に回転する。ロータリーテーブル２０は矢印Ｒ２で示す方向に回転する。これにより、工作物としてのウエハ３０表面を、ビトリファイドボンド超砥粒ホイール１で研削加工することができる。 FIG. 2 is a perspective view showing a wafer grinding method using a vitrified bond superabrasive wheel according to the present invention. Referring to FIG. 2, vitrified bond superabrasive wheel 1 according to the embodiment of the present invention contacts wafer 30 on rotary table 20. A load is applied to the vitrified bond superabrasive wheel 1 in the direction indicated by arrow A, and the vitrified bond superabrasive wheel 1 rotates in the direction indicated by arrow R1. The rotary table 20 rotates in the direction indicated by the arrow R2. Thereby, the wafer 30 surface as a workpiece can be ground with the vitrified bond superabrasive wheel 1.

（実施例１）
本発明の実施例１のビトリファイドボンド超砥粒ホイールの詳細は以下の通りである。ビトリファイドボンドの組成は以下の通りである。 Example 1
The details of the vitrified bond superabrasive wheel of Example 1 of the present invention are as follows. The composition of the vitrified bond is as follows.

ＳｉＯ_２：４０．５質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：６．５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：４８．２質量％、ＲＯ（ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、およびＢａＯより選ばれる１種類以上の酸化物）：１．８質量％、Ｒ_２Ｏ（Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏより選ばれる１種類以上の酸化物）：３．０質量％。 SiO ₂ : 40.5% by mass, Al ₂ O ₃ : 6.5% by mass, B ₂ O ₃ : 48.2% by mass, RO (RO is one or more types of oxidation selected from CaO, MgO, and BaO) things): 1.8 _{_{wt%, R 2 O (R 2}} O _is, Li 2 _O, 1 or more oxides selected from Na ₂ O and _{K 2} O): 3.0 wt%.

超砥粒としては、平均粒径１μｍのダイヤモンド砥粒を用いた。
まず、超砥粒層を製造するために、ダイヤモンド砥粒を１９容量％と、平均粒径０．１μｍのα-Ａｌ₂Ｏ₃を１１容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔形成材と、バインダーを加えて混合し、乾燥、粉砕して所定の造粒粉を得た。次に、チップ状の成形体にプレスで成形し、大気雰囲気において脱バインダー処理を行い、引き続いて大気雰囲気において温度７５０℃で焼成を行った。 As superabrasive grains, diamond abrasive grains having an average particle diameter of 1 μm were used.
First, in order to produce a superabrasive layer, 19 volume% of diamond abrasive grains, 11 volume% of α-Al ₂ O ₃ having an average particle diameter of 0.1 μm, 10 volume% of vitrified bond, and pore formation The material and a binder were added and mixed, dried and pulverized to obtain a predetermined granulated powder. Next, the chip-shaped molded body was molded by a press, subjected to binder removal treatment in an air atmosphere, and subsequently fired at a temperature of 750 ° C. in the air atmosphere.

焼成の完了したチップは、接着剤を用いてアルミニウム合金製の台金に接着し、その後、在来砥石を用いてツルーイング・ドレッシングを行い、実施例１のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールを完成させた。 The chip after firing was bonded to an aluminum alloy base metal using an adhesive, and then truing and dressing using a conventional grindstone to complete the vitrified bond diamond wheel of Example 1.

ホイールのサイズは外径３００ｍｍ、超砥粒層の幅は３ｍｍのセグメント型カップホイール（ＪＩＳＢ４１３１６Ａ７Ｓ型）である。 The wheel size is a segment type cup wheel (JIS B4131 6A7S type) having an outer diameter of 300 mm and a superabrasive layer width of 3 mm.

完成したビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を１９容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を１１容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔を６０容量％とから構成されることが確認できた。ここで上述した内容については、予め準備した超砥粒層の切断面を走査型電子顕微鏡により観察した結果である。 The completed vitrified bond diamond wheel is composed of 19% by volume of diamond abrasive grains, 11% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 10% by volume of vitrified bond, and 60% by volume of pores. did it. The contents described above are results obtained by observing a cut surface of a superabrasive grain layer prepared in advance with a scanning electron microscope.

この実施例１のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールを縦型ロータリーテーブル方式の平面研削盤に取り付け、直径３インチの単結晶ＳｉＣウエハの平面研削加工を行って、本発明の効果を確認した。 The vitrified bond diamond wheel of Example 1 was attached to a vertical rotary table type surface grinding machine, and surface grinding of a single crystal SiC wafer having a diameter of 3 inches was performed to confirm the effect of the present invention.

その結果、切れ味は良好で安定しており、しかも、超砥粒層の厚み方向の摩耗量も少なかった。モーターの負荷電流値（研削時の電流値と、無負荷時の電流値の差）は４．５Ａ、超砥粒層の厚み方向の摩耗はウエハ１枚当たり８μｍ、除去率（工作物の加工による厚みが減少した寸法を、ホイールが切り込んだ寸法で割った値の％表示）５３％であった。 As a result, the sharpness was good and stable, and the wear amount in the thickness direction of the superabrasive layer was small. Motor load current value (difference between current value during grinding and current value during no load) is 4.5A, wear in the thickness direction of the superabrasive layer is 8μm per wafer, removal rate (workpiece processing) The dimension in which the thickness was reduced by the value obtained by dividing the dimension by the dimension in which the wheel was cut was expressed as 53%).

（実施例２）
実施例２のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を９容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を２１容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔を６０容量％とから構成される。その他の仕様は実施例１と同一である。 (Example 2)
The vitrified bond diamond wheel of Example 2 is composed of 9% by volume of diamond abrasive grains, 21% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 10% by volume of vitrified bond, and 60% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the first embodiment.

そして、実施例１と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味はさらに良好で安定しており、しかも、超砥粒層の厚み方向の摩耗量はさらに少なかった。モーターの負荷電流値は２．４Ａ、超砥粒層の厚み方向の摩耗はウエハ１枚当たり２μｍ、除去率５３％であった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 1.
As a result, the sharpness was even better and stable, and the amount of wear in the thickness direction of the superabrasive layer was even smaller. The load current value of the motor was 2.4 A, the wear in the thickness direction of the superabrasive layer was 2 μm per wafer, and the removal rate was 53%.

（実施例３）
実施例３のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を５容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を２５容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔を６０容量％とから構成される。その他の仕様は実施例１と同一である。 Example 3
The vitrified bond diamond wheel of Example 3 is composed of 5% by volume of diamond abrasive grains, 25% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 10% by volume of vitrified bond, and 60% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the first embodiment.

そして、実施例１と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は実施例２よりも良好で安定しており、しかも、超砥粒層の厚み方向の摩耗量は実施例２よりもさらに少なかった。モーターの負荷電流値は２Ａ、超砥粒層の厚みの摩耗はウエハ１枚当たり１μｍ、除去率３０％であった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 1.
As a result, the sharpness was better and more stable than in Example 2, and the amount of wear in the thickness direction of the superabrasive layer was even smaller than in Example 2. The load current value of the motor was 2 A, the wear of the superabrasive layer thickness was 1 μm per wafer, and the removal rate was 30%.

（実施例５）
実施例５のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を１９容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を１１容量％と、ビトリファイドボンドを８容量％と、気孔を６２容量％とから構成される。その他の仕様は実施例１と同一である。 (Example 5)
The vitrified bond diamond wheel of Example 5 is composed of 19% by volume of diamond abrasive grains, 11% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 8% by volume of vitrified bond, and 62% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the first embodiment.

そして、実施例１と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は良好で安定しており、モーターの負荷電流値は１．５Ａ、超砥粒層の厚みの摩耗はウエハ１枚当たり１４μｍ、除去率１６％であった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 1.
As a result, the sharpness was good and stable, the load current value of the motor was 1.5 A, the wear of the thickness of the superabrasive layer was 14 μm per wafer, and the removal rate was 16%.

（実施例６）
実施例６のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を９容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を２１容量％と、ビトリファイドボンドを８容量％と、気孔を６２容量％とから構成される。その他の仕様は実施例１と同一である。 (Example 6)
The vitrified bond diamond wheel of Example 6 is composed of 9% by volume of diamond abrasive grains, 21% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 8% by volume of vitrified bond, and 62% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the first embodiment.

そして、実施例１と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は良好で安定しており、モーターの負荷電流値は１．５Ａ、超砥粒層の厚みの摩耗はウエハ１枚当たり１０μｍ、除去率２５％であった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 1.
As a result, the sharpness was good and stable, the load current value of the motor was 1.5 A, the wear of the thickness of the superabrasive layer was 10 μm per wafer, and the removal rate was 25%.

（実施例７）
実施例７のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を１７容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を１３容量％と、ビトリファイドボンドを１１容量％と、気孔を５９容量％とから構成される。その他の仕様は実施例１と同一である。 (Example 7)
The vitrified bond diamond wheel of Example 7 is composed of 17% by volume of diamond abrasive grains, 13% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 11% by volume of vitrified bond, and 59% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the first embodiment.

そして、実施例１と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は良好で安定しており、モーターの負荷電流値は２．４Ａ、超砥粒層の厚みの摩耗はウエハ１枚当たり７μｍ、除去率３８％であった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 1.
As a result, the sharpness was good and stable, the load current value of the motor was 2.4 A, the wear of the thickness of the superabrasive layer was 7 μm per wafer, and the removal rate was 38%.

（実施例８）
実施例８のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を１４容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を１６容量％と、ビトリファイドボンドを１１容量％と、気孔を５９容量％とから構成される。その他の仕様は実施例１と同一である。 (Example 8)
The vitrified bond diamond wheel of Example 8 is composed of 14% by volume of diamond abrasive grains, 16% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 11% by volume of vitrified bond, and 59% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the first embodiment.

そして、実施例１と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は良好で安定しており、モーターの負荷電流値は１．８Ａ、超砥粒層の厚みの摩耗はウエハ１枚当たり４μｍ、除去率３６％であった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 1.
As a result, the sharpness was good and stable, the load current value of the motor was 1.8 A, the wear of the thickness of the superabrasive layer was 4 μm per wafer, and the removal rate was 36%.

（比較例１）
さらに、比較例１のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を３０容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔を６０容量％とから構成される。ただし、α-Ａｌ₂Ｏ₃をまったく含有しない。その他の仕様は実施例１と同一である。 (Comparative Example 1)
Furthermore, the vitrified bond diamond wheel of Comparative Example 1 is composed of 30% by volume of diamond abrasive grains, 10% by volume of vitrified bond, and 60% by volume of pores. However, it does not contain α-Al ₂ O ₃ at all. Other specifications are the same as those in the first embodiment.

そして、実施例１と同一の条件で実験を実施した。
その結果、実施例１〜３に比較して、切れ味は良好ではなく、超砥粒層の厚み方向の摩耗量は大きかった。モーターの負荷電流値は５Ａ、超砥粒層の厚みの摩耗はウエハ１枚当たり１０μｍ、除去率２４％であった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 1.
As a result, as compared with Examples 1 to 3, the sharpness was not good, and the wear amount in the thickness direction of the superabrasive layer was large. The load current value of the motor was 5 A, the wear of the superabrasive layer thickness was 10 μm per wafer, and the removal rate was 24%.

実施例１から３、５から８および比較例１の内容を表１および２に示す。 The contents of Examples 1 to 3, 5 to 8 and Comparative Example 1 are shown in Tables 1 and 2.

（実施例４）
本発明の実施例４のビトリファイドボンド超砥粒ホイールの詳細は以下の通りである。 Example 4
The details of the vitrified bond superabrasive wheel of Example 4 of the present invention are as follows.

ビトリファイドボンドの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ₂：４０．５質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：６．５質量％、Ｂ₂Ｏ₃：４８．２質量％。 The composition of the vitrified bond is as follows.
SiO _2: 40.5 wt%, Al ₂ O _3: 6.5 wt%, B ₂ O _3: 48.2 wt%.

ＲＯ（ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、およびＢａＯより選ばれる１種類以上の酸化物）：１．８質量％、Ｒ_２Ｏ（Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏより選ばれる１種類以上の酸化物）：３．０質量％。 RO (RO is one or more oxides selected from CaO, MgO, and BaO): 1.8% by mass, R ₂ O (R ₂ O is selected from Li ₂ O, Na ₂ O, and K ₂ O) One or more oxides): 3.0% by mass.

超砥粒としては、平均粒径１μｍのダイヤモンド砥粒を用いた。
まず、超砥粒層を製造するために、ダイヤモンド砥粒を２５容量％と、平均粒径０．１μｍのα-Ａｌ₂Ｏ₃を１５容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔形成材と、バインダーを加えて混合し、乾燥、粉砕して所定の造粒粉を得た。次に、チップ状の成形体にプレスで成形し、大気雰囲気において脱バインダー処理を行い、引き続いて大気雰囲気において温度７５０℃で焼成を行った。 As superabrasive grains, diamond abrasive grains having an average particle diameter of 1 μm were used.
First, in order to produce a superabrasive layer, 25% by volume of diamond abrasive grains, 15% by volume of α-Al ₂ O ₃ having an average particle size of 0.1 μm, 10% by volume of vitrified bond, and pore formation The material and a binder were added and mixed, dried and pulverized to obtain a predetermined granulated powder. Next, the chip-shaped molded body was molded by a press, subjected to binder removal treatment in an air atmosphere, and subsequently fired at a temperature of 750 ° C. in the air atmosphere.

焼成の完了したチップは、接着剤を用いてアルミニウム合金製の台金に接着し、その後、在来砥石を用いてツルーイング・ドレッシングを行い、実施例４のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールを完成させた。 The chip after firing was bonded to an aluminum alloy base metal using an adhesive, and then truing dressing was performed using a conventional grindstone to complete the vitrified bond diamond wheel of Example 4.

ホイールのサイズは外径２００ｍｍ、超砥粒層の幅は３ｍｍのセグメント型カップホイール（ＪＩＳＢ４１３１６Ａ７Ｓ型）である。 The wheel size is a segment type cup wheel (JIS B4131 6A7S type) having an outer diameter of 200 mm and a superabrasive layer width of 3 mm.

完成したビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を２５容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を１５容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔を５０容量％とから構成されることが確認できた。ここで上述した内容については、予め準備した砥粒層の切断面を走査型電子顕微鏡により観察した結果である。 The completed vitrified bond diamond wheel is composed of 25 vol% diamond abrasive, 15 vol% α-Al ₂ O ₃ , 10 vol% vitrified bond, and 50 vol% pores. did it. The contents described above are results obtained by observing a cut surface of a previously prepared abrasive grain layer with a scanning electron microscope.

この実施例４のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールを縦型ロータリーテーブル方式の平面研削盤に取り付け、直径１２インチの単結晶Ｓｉウエハの平面研削加工を行って、本発明の効果を確認した。 The vitrified bond diamond wheel of Example 4 was attached to a vertical rotary table type surface grinding machine, and a single-crystal Si wafer having a diameter of 12 inches was subjected to surface grinding to confirm the effect of the present invention.

その結果、切れ味は良好で安定しており、しかも、超砥粒層の厚み方向の摩耗量も少なかった。モーターの負荷電流値（研削時の電流値と、無負荷時の電流値の差）は９．９Ａ、超砥粒層の厚み方向の摩耗はウエハ１枚当たり３．２μｍであった。 As a result, the sharpness was good and stable, and the wear amount in the thickness direction of the superabrasive layer was small. The load current value of the motor (the difference between the current value during grinding and the current value during no load) was 9.9 A, and the wear in the thickness direction of the superabrasive layer was 3.2 μm per wafer.

（実施例９）
実施例９のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を９容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を２１容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔を６０容量％とから構成される。その他の仕様は実施例４と同一である。 Example 9
The vitrified bond diamond wheel of Example 9 is composed of 9% by volume of diamond abrasive grains, 21% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 10% by volume of vitrified bond, and 60% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the fourth embodiment.

そして、実施例４と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は良好で安定しており、モーターの負荷電流値は６．５Ａ、超砥粒層の厚み方向の摩耗はウエハ１枚当たり４．３μｍであった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 4.
As a result, the sharpness was good and stable, the load current value of the motor was 6.5 A, and the wear in the thickness direction of the superabrasive layer was 4.3 μm per wafer.

（実施例１０）
実施例１０のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を５容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を２６容量％と、ビトリファイドボンドを９容量％と、気孔を６０容量％とから構成される。その他の仕様は実施例４と同一である。 (Example 10)
The vitrified bond diamond wheel of Example 10 is composed of 5% by volume of diamond abrasive grains, 26% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 9% by volume of vitrified bond, and 60% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the fourth embodiment.

そして、実施例４と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は良好で安定しており、モーターの負荷電流値は６．９Ａ、超砥粒層の厚み方向の摩耗はウエハ１枚当たり１２．３μｍであった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 4.
As a result, the sharpness was good and stable, the load current value of the motor was 6.9 A, and the wear in the thickness direction of the superabrasive layer was 12.3 μm per wafer.

（実施例１１）
実施例１１のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を２０容量％と、α-Ａｌ₂Ｏ₃を１２容量％と、ビトリファイドボンドを８容量％と、気孔を６０容量％とから構成される。その他の仕様は実施例４と同一である。 (Example 11)
The vitrified bond diamond wheel of Example 11 is composed of 20% by volume of diamond abrasive grains, 12% by volume of α-Al ₂ O ₃ , 8% by volume of vitrified bond, and 60% by volume of pores. Other specifications are the same as those in the fourth embodiment.

そして、実施例４と同一の条件で実験を実施した。
その結果、切れ味は良好で安定しており、モーターの負荷電流値は７．７Ａ、超砥粒層の厚み方向の摩耗はウエハ１枚当たり１１．７μｍであった。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 4.
As a result, the sharpness was good and stable, the load current value of the motor was 7.7 A, and the wear in the thickness direction of the superabrasive layer was 11.7 μm per wafer.

（比較例２）
さらに、比較例２のビトリファイドボンドダイヤモンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を４０容量％と、ビトリファイドボンドを１０容量％と、気孔を５０容量％とから構成される。ただし、α-Ａｌ₂Ｏ₃をまったく含有しない。その他の仕様は実施例４と同一である。 (Comparative Example 2)
Furthermore, the vitrified bond diamond wheel of Comparative Example 2 is composed of 40% by volume of diamond abrasive grains, 10% by volume of vitrified bond, and 50% by volume of pores. However, it does not contain α-Al ₂ O ₃ at all. Other specifications are the same as those in the fourth embodiment.

そして、実施例４と同一の条件で実験を実施した。
その結果、実施例４に比較して、切れ味は良好ではなく、２枚目のウエハを加工している途中でモーターの負荷電流値が急激に上昇して、加工継続が困難となり、加工を中断した。 The experiment was performed under the same conditions as in Example 4.
As a result, the sharpness is not as good as in Example 4, and the load current value of the motor suddenly increases while the second wafer is being processed, making it difficult to continue processing and interrupting processing. did.

実施例４，９，１０，１１および比較例２の結果を表３および表４に示す。 The results of Examples 4, 9, 10, 11 and Comparative Example 2 are shown in Table 3 and Table 4.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、ガラス、各種セラミックス、シリコン、サファイヤ、単結晶ＳｉＣ、窒化ガリウム等の穿孔加工に用いられることが考えられる。 The present invention may be used for drilling of glass, various ceramics, silicon, sapphire, single crystal SiC, gallium nitride and the like.

１ビトリファイドボンド超砥粒ホイール、２ビトリファイドボンド、３超砥粒、４Ａｌ₂Ｏ₃、５気孔、６超砥粒層、２０ロータリーテーブル、３０ウエハ。 1 Vitrified Bond Super Abrasive Wheel, 2 Vitrified Bond, 3 Super Abrasive, 4 Al ₂ O ₃ , 5 Pore, 6 Super Abrasive Layer, 20 Rotary Table, 30 Wafer.

Claims

A vitrified bond superabrasive wheel having a superabrasive layer,
In the superabrasive layer,
50% to 70% by volume of pores,
Vitrified bond ratio is 5-20% by volume,
The proportion of Al ₂ O ₃ as filler is 5-30% by volume,
A vitrified bond superabrasive wheel, the balance of which is superabrasive having an average particle size of 1 μm or less.

The vitrified bond superabrasive wheel according to claim 1, wherein the Al ₂ O ₃ is α-Al ₂ O ₃ .

_3. The vitrified bond superabrasive wheel according to claim 1, wherein an average particle diameter of the Al ₂ O ₃ is 200% or less of an average particle diameter of the superabrasive grains.

The vitrified bond superabrasive wheel according to any one of claims 1 to 3, wherein a softening temperature of the vitrified bond is 500 to 900 ° C.

The vitrified bond superabrasive wheel according to any one of claims 1 to 4, which is used for grinding a wafer containing at least one selected from the group consisting of silicon, sapphire, single crystal SiC, and GaN.

A method for grinding a wafer containing at least one selected from the group consisting of silicon, sapphire, single crystal SiC, and GaN using the vitrified bond superabrasive wheel according to any one of claims 1 to 4.