高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法技术

提供一种陶瓷结合剂磨石的制造方法，该制造方法能够稳定地制造通过连通的气孔来实现了高气孔率的陶瓷结合剂磨石。采用冻结真空干燥工序P3，通过将在内部生成有多个结冰粒子30的成形体28置于真空下，使成形体28内的结冰粒子30升华从而被干燥，在结冰粒子30升华后形成连通的气孔32。这样地形成的气孔32在制造时不会消失，成形体28的收缩被抑制，因此能够稳定地制造通过连通的气孔32来实现了高气孔率的高气孔率陶瓷结合剂磨石10。高气孔率陶瓷结合剂磨石10。高气孔率陶瓷结合剂磨石10。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法


[0001]本专利技术涉及通过连通气孔实现了高气孔率的陶瓷结合剂磨石的制造方法。

技术介绍

[0002]一般来说，在磨削半导体晶片时，为了将磨粒利用陶瓷结合剂结合来提高磨粒保磁力，并使磨粒的切削刃的自锐作用很好地产生，曾提出了通过独立气孔来实现75容量％～95容量％左右的高气孔率的多气孔陶瓷结合剂磨石。例如，专利文献1及专利文献2所记载的陶瓷结合剂磨石就是这种。
[0003]根据这样的高气孔率的陶瓷结合剂磨石，具有以下优点：由于为高气孔率，所以能获得磨粒的切削刃的自锐作用而提高磨削性能，并且，由于通过独立气孔而实现了高气孔率，所以能够确保磨石强度，能够以充分的磨削压力进行磨削。
[0004]如专利文献1所记载的高气孔率的陶瓷结合剂磨石，通过以下方法来制造：将磨石原料进行压制成形而制作出成形体，通过将该成形体进行烧成来使有机质气孔形成剂烧失，所述磨石原料是将聚苯乙烯粒子之类的有机质气孔形成剂向磨粒及陶瓷结合剂中混炼而获得的。因而，通过烧成而获得的高气孔率的陶瓷结合剂磨石，气孔之中的相当的部分是独立气孔即闭气孔。因而，有时在磨削过程中产生的切削屑在独立气孔内堆积而不能够充分地获得磨削性能。
[0005]对此，在专利文献3中提出了一种获得50容量％～98容量％的高气孔率的陶瓷结合剂磨石的制造方法，其中，取代气孔形成剂而使用表面活性剂，将磨粒、陶瓷结合剂、固化剂(凝胶化剂)、水及表面活性剂混合而获得糕饼状的发泡材料后，将该发泡材料在成形模具内冷却而制作出成形体，将经过了其后的干燥的成形体进行烧成，进而浸渍于液状树脂中而向包围气孔的外壳即结合剂桥涂覆树脂被覆层，来提高了强度。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2006
‑
001007号公报
[0009]专利文献2：日本特开2017
‑
080847号公报
[0010]专利文献3：日本特开2007
‑
290101号公报

技术实现思路

[0011]然而，在通过上述制造方法获得的陶瓷结合剂磨石中，由于不是独立气孔，所以在由糕饼状的发泡材料成形出的成形体被干燥的过程中，有时结合剂桥的变形现象进展而成形体收缩，难以制造稳定的形状的产品。
[0012]本专利技术是将以上的情况作为背景而完成的，其目的是提供陶瓷结合剂磨石的制造方法，该制造方法能够稳定地制造通过连通气孔来实现了高气孔率的陶瓷结合剂磨石。
[0013]本专利技术人将以上的情况作为背景而反复进行了各种研究的结果发现：在获得向磨粒、陶瓷结合剂及水溶解凝胶化剂并进行混合而成的磨石原料浆料后，通过在成形模具内
将该磨石原料浆料凝胶化来制作出成形体，接着，通过将成形体冻结而在冻结成形体中生成多数的结冰粒子，通过使生成的多数的结冰粒子在真空下升华而制成为具有连通气孔的多气孔的成形体，然后，当将该成形体进行烧成时，能获得关于磨削加工具有充分的强度且通过连通气孔来实现了高气孔率的陶瓷结合剂磨石。本专利技术是根据这样的见解而完成的。
[0014]即，本专利技术的要旨在于，提供一种高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法，(1)该制造方法是包含相互连通的多个气孔的高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法，包含：(2)获得磨石原料浆料的磨石材料制备工序，所述磨石原料浆料是溶解有能凝胶化的水溶性高分子的、磨粒、陶瓷结合剂和水的混合流体；(3)成形工序，通过使用成形模具将所述磨石原料浆料凝胶化来获得成形体；(4)冻结真空干燥工序，在所述成形工序后将所述成形体冻结而在所述成形体的内部生成多个结冰粒子，将生成有所述结冰粒子的所述成形体置于真空下，由此使所述结冰粒子升华而将所述成形体干燥；和(5)烧成工序，通过将所述冻结真空干燥工序后的所述成形体进行烧成而利用所述陶瓷结合剂使所述磨粒结合，来获得所述高气孔率陶瓷结合剂磨石。
[0015]根据本专利技术的高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法，采用冻结真空干燥工序，通过将在内部生成有多个结冰粒子的成形体置于真空下，使成形体内的结冰粒子升华从而被干燥，在结冰粒子升华后形成相互连通的多个气孔。因而，由于成形体的收缩被抑制，因此能稳定地制造通过相互连通的多个气孔来实现了高气孔率的陶瓷结合剂磨石。
[0016]在此，优选的是，所述气孔，在所述冻结真空干燥工序中所述结冰粒子被升华后，形成于所述磨石原料浆料内的所述结冰粒子曾经存在的场所。这样地形成的气孔不会消失，成形出的成形体的收缩被抑制。
[0017]另外，优选的是，在所述冻结真空干燥工序中，通过在构成所述成形体的凝胶状的所述磨石原料浆料内生成所述结冰粒子，所述磨粒和所述陶瓷结合剂聚集于包围所述结冰粒子的基质部，在所述烧成工序中，通过所述基质部的烧成而由所述基质部形成包围所述气孔的外壳即结合剂桥。由此，即使没有加强用的树脂被覆层的涂覆，结合剂桥的强度也提高，陶瓷结合剂磨石即使为高气孔率也能够磨削。
[0018]另外，优选的是，所述高气孔率陶瓷结合剂磨石的气孔体积率为65体积％～90体积％。这样，由于高气孔率陶瓷结合剂磨石以65体积％～90体积％的气孔体积率构成，所以能兼顾地获得磨削效率和磨石强度。
[0019]另外，优选的是，所述高气孔率陶瓷结合剂磨石的比重为0.34～1.48。这样，能获得比重为0.34～1.48的比较轻的高气孔率陶瓷结合剂磨石。
[0020]另外，优选的是，所述磨粒的中心粒径(中值粒径)比构成所述气孔的外壳的所述结合剂桥的厚度小。因而，由于磨粒大幅小于与气孔的外壳对应的结合剂桥的厚度，因此结合剂桥局部性地成为无气孔陶瓷结合剂磨石结构从而强度得到提高，因此高气孔率陶瓷结合剂磨石的磨削性能得到提高，能获得适合于半导体晶片的磨削的表面粗糙度。
附图说明
[0021]图1是说明由作为本专利技术的一实施例的高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法制造出的高气孔率陶瓷结合剂磨石被固定于基体件的形式的杯型磨石的图。
[0022]图2是说明图1所示的高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法的主要部分的工序图。
[0023]图3是示意性地示出图2所示的制造工序中的高气孔率陶瓷结合剂磨石的成形体内的结构变化的图，(a)是示出了通过磨石材料制备工序而制备了磨石原料浆料的状态的图，(b)是示出了通过冻结真空干燥工序的冻结而在成形体内产生了结冰粒子的状态的图，(c)是示出了通过冻结真空干燥工序的真空干燥而在成形体内结冰粒子升华了的状态的图，(d)是示出了通过烧成工序来将成形体烧成了的状态的图。
[0024]图4是在左侧示出了进行了与图2的冻结真空干燥工序同样的干燥的情况下的圆形试样(成形体)、在右侧示出了进行了常压干燥的情况下的圆形试样(成形体)的图。
[0025]图5是在左侧示出了将经过图2的烧成工序之前的成形体的气孔结构放大示出的光学显微镜照片、在右侧示出了将经过烧成工序后的成形体的气孔结构放大示出的光学显微镜照片的图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法，其特征在于，是包含相互连通的多个气孔的高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法，包含：获得磨石原料浆料的磨石材料制备工序，所述磨石原料浆料是溶解有能凝胶化的水溶性高分子的、磨粒、陶瓷结合剂和水的混合流体；成形工序，通过使用成形模具将所述磨石原料浆料凝胶化来获得成形体；冻结真空干燥工序，在所述成形工序后将所述成形体冻结而在所述成形体的内部生成多个结冰粒子，将生成有所述结冰粒子的所述成形体置于真空下，由此使所述结冰粒子升华而将所述成形体干燥；和烧成工序，通过将所述冻结真空干燥工序后的所述成形体进行烧成而利用所述陶瓷结合剂使所述磨粒结合，来获得所述高气孔率陶瓷结合剂磨石。2.根据权利要求1所述的高气孔率陶瓷结合剂磨石的制造方法，其特征在于，所述气孔，在所述冻结真空干燥工序中所述结冰粒子被升华后，形成于所述磨石原料浆料内的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉村晃一，木村知贵，
申请(专利权)人：株式会社则武，
类型：发明
国别省市：