超微細砥粒の電着現象を利用したスライシングマシンの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555024
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 谷 泰弘 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (80143527)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池野 順一 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (10184441)
• Keywords: スライシング / 硬脆材料 / 超微細砥粒 / 電着現象 / コロイダルシリカ / 外周刃 / 研削切断 / ダイシング

Research Abstract

10〜20nmの1次粒径を持つコロイダルシリカは、アルカリ液中で負に帯電している。このため、このアルカリ液中で電場を作用させれば、シリカ粒子は電気泳動現象により陽極のまわりに集まり、電気力により陽極のまわりに付着する。この付着層の研削能力を確認したところ、シリコンウエハやガラスなどの硬質材料に対して溝を研削することができた。そこで、この付着層を加工に用いるために種々の加工形態について検討を行った結果、付着領域の確保、付着層への負荷の減少等の観点から、横軸で高速回転の外周刃による研削切断に応用することにした。
そのため、ブレ-ドを陽極とし、ブレ-ドのカバ-を陰極として、カバ-の内側にT字型の溝をほり、この溝にコロイダルシリカを供給し、ブレ-ド失端はこの溝の内部に顔を出す構造にした。シリカの付着層の一部は加工点で脱落するが、ブレ-ドが一回転するうちに補修されることになる。この加工法(EPDスライシングあるいはEPDダイシング)の研削特性を調査するために、まずシリカの付着層自体の加工能力について検討を行った。その結果、被削性のよいシリコンウエハ等に対しては、チッピングのない切断溝が実現できることが判明した。しかし、被削性の悪いガラスに対しては、シリカ層のはく離が顕著で、加工能力を持たない金属製ブレ-ドが直接加工物に接触し、ブレ-ドが破損した。そこで、ダイヤモンド砥粒を含むメタルボンドブレ-ドを用いて切断加工を行った。その結果、印可電圧を高くするにつれて、シリカの付着速度が増加し、チッピングが徐々に消滅することが確認された。
今後このダイヤモンドブレ-ドを使用した研削切断の加工メカニズムの検討と、加工速度の向上、ブレ-ド摩粍の減少等について検討を行う予定である。

Research Products

• [Publications] Y.Tani,J.Ikeno,A.Fukutani: "Damageーfree Grinding Lising Ultrafine Abrasives" Proceedings of Infrared Technology and Applications. SPIE Vol.1320. 314-321 (1990)
• [Publications] J.Ikeno,Y.Tani,H.Sato: "Nanometer Grinding Using Ultrafine Abrasive Pellets" Annals of the CIRP. 39ー1. 341-344 (1990)