[发明专利]高硬度脆性材料的磨削用磨石

说明书

技术领域

本发明涉及LED的基板等所使用的蓝宝石、SiC等的高硬度脆性材料的磨削用磨石。

背景技术

随着近年来LED照明的需要增大，需求高效率、高精度的蓝宝石、SiC磨削用磨石。例如，专利文献1中，提出了一种能够将蓝宝石、碳化硅等的基板外周部以稳定的磨削能力高精度且长寿命地进行倒角加工的轮式旋转磨石。该旋转磨石，金刚石磨粒层为片段（segment）结构，将各片段长度的总长度设为A、将设置于各片段间的间隙部的长度总和设为B时，使B/A大于0。

另外，专利文献2中，提出了一种将蓝宝石、碳化硅等的基板外周部以稳定的磨削能力高精度且高效率地进行钻孔的杯磨石。该杯磨石将安装的片段数设为14以上，将片段与片段间的间隙面积相对于片段的面积设为40%以上，并且将片段的金刚石磨粒的集中度设为20以下。在实施例中，记载了集中度为12.5～30.0的杯磨石。

另外，专利文献3中，记载了一种蓝宝石基板的磨削方法，包括使用第1固定磨粒对蓝宝石基板的第1面进行磨削的工序、使用第2固定磨粒对蓝宝石基板的第1面进行磨削的工序，第2固定磨粒具有比第1固定磨粒小的平均粒径。作为磨粒的一方式，记载了为约0.5体积%以上且约25体积%以下、约1.0体积%与约15体积%、约2.0体积%与约10体积%之间的方式（参照段落[0033]）。

如果使金刚石磨石、CBN磨石等的超磨粒磨石高速旋转对工件进行磨削，则在磨粒顶端逐渐磨损的同时，固定磨粒的粘结剂被碎屑一点一点地削去。其结果，磨粒和/或其周边的粘结剂被削去后退，寿命终止了的磨粒脱落，新的磨粒从下面露出头。通过这样的自生作用，可以利用磨石磨削物体。

另一方面，磨粒通过粘结剂基质被牢固地保持，但如果相对于施加的力，粘结剂的保持力不充分，则有时磨粒在寿命耗尽前脱落。将金刚石作为磨粒的情况下，在磨削中的磨石与工件之间，磨粒的顶端总是维持尖的状态，如果磨粒保持力差，则有时尽管磨粒为还可以使用的状态，但整个粒脱落。成为切片的磨粒，如果发生磨粒的脱落、溃落（shedding），则不仅不经济，还由于磨石的表面突出的「刃」本身消失，从而不能发挥磨石的性能。

另外，磨石的顶端通过使用而磨损，如果粘结剂后退不充分，则达到了寿命的磨粒不会脱落而发生平坦化，形成所谓的「钝化」。该钝化在起因于粘结剂后退不合适的情况，以及蓝宝石、SiC等的维氏硬度HV1（载荷=9.807N）下20GPa以上、杨氏模量400GPa以上、断裂韧性值为以下的高硬度脆性材料时，在想要加工的工件的硬度过高，因此磨粒抵挡不住的情况下发生。

超磨粒磨石根据工件和/或要求的功能，分别对影响锐度的磨粒、影响锐度维持、磨粒固定的粘结剂、影响碎屑逃离的气孔进行控制来设计，以使得如上的不良情况不发生。以往，为了对蓝宝石那样的高硬度脆性材料进行加工，如公知文献所示，一般应用采用金刚石磨粒的加工法。磨石由金刚石磨粒、磨粒的粒度、用于保持磨粒的结合剂的种类、结合的强度、磨粒的集中度等多个要素的组合来决定，在对蓝宝石那样的高硬度脆性材料进行研磨的情况下，需要具有适合于作为目标的材料表面的状态的性能的磨石。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2008-36771号公报

专利文献2：日本特开2008-12606号公报

专利文献3：日本特表2010-514580号公报

发明内容

但是，将蓝宝石等的高硬度脆性材料作为被削材料进行的情况下的磨削机理尚不清楚。因此，实际情况是磨削性能不稳定、缺乏再现性，并且磨削能力不充分、完工性状也不好。另外，以往蓝宝石、SiC那样的高硬度脆性材料的磨削需求并不那么多，因此，花费时间进行就够了，但随着近来LED的迅速普及，期待该基板所使用的蓝宝石的以高效率、高精度的磨削。

因此，在本发明中，目的是提供一种高硬度脆性材料的磨削用磨石，该磨削用磨石是适用于通过对加工时作用于磨粒的力和磨粒的脱落进行控制，来将蓝宝石、SiC那样的高硬度脆性材料以稳定的磨削能力高精度、高效率地进行研磨的。